Polimerni materijali se danas široko koriste u vrhunskoj proizvodnji, elektronskim informacijama, transportu, uštedi energije u zgradama, vazduhoplovstvu, nacionalnoj odbrani i mnogim drugim poljima zbog svojih odličnih svojstava kao što su mala težina, visoka čvrstoća, otpornost na temperaturu i otpornost na koroziju. Ovo ne samo da pruža širok tržišni prostor za industriju novih polimernih materijala, već i postavlja veće zahtjeve za kvalitetne performanse, nivo pouzdanosti i garantne mogućnosti.
Stoga se sve više pažnje posvećuje kako maksimizirati funkciju proizvoda od polimernih materijala u skladu s principom uštede energije, niske razine ugljika i ekološkog razvoja. A starenje je važan faktor koji utječe na pouzdanost i trajnost polimernih materijala.
Zatim ćemo pogledati šta je starenje polimernih materijala, vrste starenja, faktore koji uzrokuju starenje, glavne metode protiv starenja i anti-aging pet općenito plastike.
A. Starenje plastike
Strukturne karakteristike i fizičko stanje samih polimernih materijala i njihovih vanjskih faktora kao što su toplina, svjetlost, toplinski kisik, ozon, voda, kiselina, alkalije, bakterije i enzimi u procesu upotrebe čine ih podložnim degradaciji performansi ili gubitku u procesu. primjene.
To ne samo da uzrokuje rasipanje resursa, pa čak može uzrokovati i veće nesreće zbog njegovog funkcionalnog kvara, već i raspadanje materijala uzrokovano njegovim starenjem također može zagaditi okoliš.
Starenje polimernih materijala u procesu upotrebe češće izaziva velike katastrofe i nenadoknadive gubitke.
Stoga je anti-aging polimernih materijala postao problem koji polimerna industrija mora riješiti.
B. Vrste starenja polimernih materijala
Postoje različite pojave i karakteristike starenja zbog različitih vrsta polimera i različitih uslova upotrebe. Općenito, starenje polimernih materijala može se kategorizirati u sljedeće četiri vrste promjena.
01 Promjene u izgledu
Mrlje, mrlje, srebrne linije, pukotine, glazura, kreda, ljepljivost, savijanje, riblje oči, bore, skupljanje, pečenje, optičko izobličenje i optičke promjene boje.
02 Promjene fizičkih svojstava
Uključujući rastvorljivost, bubrenje, reološka svojstva i promene u otpornosti na hladnoću, otpornost na toplotu, vodopropusnost, propusnost vazduha i druga svojstva.
03 Promjene mehaničkih svojstava
Promjene vlačne čvrstoće, čvrstoće na savijanje, posmične čvrstoće, udarne čvrstoće, relativnog izduženja, opuštanja napona i drugih svojstava.
04 Promjene električnih svojstava
Kao što su površinski otpor, otpornost volumena, dielektrična konstanta, električna probojna snaga i druge promjene.
C. Mikroskopska analiza starenja polimernih materijala
Polimeri formiraju pobuđena stanja molekula u prisutnosti topline ili svjetlosti, a kada je energija dovoljno visoka, molekularni lanci se raskidaju i formiraju slobodne radikale, koji mogu formirati lančane reakcije unutar polimera i nastaviti da iniciraju razgradnju i mogu uzrokovati unakrsne povezivanje.
Ako je kisik ili ozon prisutan u okolišu, također se inducira niz reakcija oksidacije, formirajući hidroperokside (ROOH) i dalje se razlažu u karbonilne grupe.
Ako su u polimeru prisutni ioni metala katalizatora, ili ako se metalni joni kao što su bakar, željezo, mangan i kobalt unose tokom obrade ili upotrebe, reakcija oksidativne degradacije polimera će se ubrzati.
D. Glavna metoda za poboljšanje učinka protiv starenja
Trenutno postoje četiri glavne metode za poboljšanje i poboljšanje performansi polimernih materijala protiv starenja, kako slijedi.
01 Fizička zaštita (zadebljanje, farbanje, smjesa vanjskog sloja, itd.)
Starenje polimernih materijala, posebno fotooksidativno starenje, počinje od površine materijala ili proizvoda, što se manifestuje kao promjena boje, kreda, pucanje, smanjenje sjaja i sl., a zatim postepeno ide dublje u unutrašnjost. Tanki proizvodi imaju veću vjerovatnoću da propadnu ranije nego debeli proizvodi, tako da se vijek trajanja proizvoda može produžiti zgušnjavanjem proizvoda.
Za proizvode sklone starenju, na površinu se može nanijeti sloj premaza otpornog na vremenske utjecaje ili premazati, ili se sloj materijala otpornog na vremenske prilike može nanijeti na vanjski sloj proizvoda, tako da se zaštitni sloj može pričvrstiti na površine proizvoda za usporavanje procesa starenja.
02 Unapređenje tehnologije obrade
Mnogi materijali u procesu sinteze ili pripreme, postoji i problem starenja. Na primjer, utjecaj topline tokom polimerizacije, termičko i kisikovo starenje tokom obrade itd. Zatim se shodno tome može usporiti utjecaj kisika dodavanjem uređaja za odzračivanje ili vakuum uređaja tokom polimerizacije ili obrade.
Međutim, ova metoda može samo jamčiti performanse materijala u tvornici, a ova metoda se može implementirati samo iz izvora pripreme materijala i ne može riješiti problem njegovog starenja tokom ponovne obrade i upotrebe.
03 Dizajn konstrukcije ili modifikacija materijala
Mnogi makromolekulski materijali imaju grupe za starenje u molekularnoj strukturi, tako da kroz dizajn molekularne strukture materijala, zamjena grupa koje stare sa grupama koje ne stare, često može imati dobar učinak.
04 Dodavanje aditiva protiv starenja
Trenutno, efikasan način i uobičajena metoda za poboljšanje otpornosti na starenje polimernih materijala je dodavanje aditiva protiv starenja, koji se široko koriste zbog niske cijene i nema potrebe za promjenom postojećeg proizvodnog procesa. Postoje dva glavna načina dodavanja ovih aditiva protiv starenja.
Aditivi protiv starenja (prah ili tekućina) i smola i druge sirovine direktno se miješaju i miješaju nakon ekstruzijske granulacije ili brizganja itd. Ovo je jednostavan i lak način dodavanja, koji se naširoko koristi kod većine peletiziranja i postrojenja za brizganje.
Vrijeme objave: 26.10.2022