Els materials polimèrics s'utilitzen àmpliament en la fabricació d'alta gamma, informació electrònica, transport, estalvi d'energia en edificis, aeroespacial, defensa nacional i molts altres camps a causa de les seves excel·lents propietats com ara pes lleuger, alta resistència, resistència a la temperatura i resistència a la corrosió. Això no només ofereix un ampli espai de mercat per a la nova indústria de materials polímers, sinó que també planteja requisits més alts pel seu rendiment de qualitat, nivell de fiabilitat i capacitat de garantia.
Per tant, la manera de maximitzar la funció dels productes de material polimèric d'acord amb el principi d'estalvi d'energia, baix carboni i desenvolupament ecològic està rebent cada cop més atenció. I l'envelliment és un factor important que afecta la fiabilitat i la durabilitat dels materials polimèrics.
A continuació, veurem què és l'envelliment dels materials polímers, els tipus d'envelliment, els factors que causen l'envelliment, els principals mètodes d'anti-envelliment i l'anti-envelliment de cinc plàstics generals.
A. Envelliment plàstic
Les característiques estructurals i l'estat físic dels mateixos materials polímers i els seus factors externs com la calor, la llum, l'oxigen tèrmic, l'ozó, l'aigua, l'àcid, l'àlcali, els bacteris i els enzims en el procés d'ús els fan subjectes a la degradació o pèrdua de rendiment en el procés. d'aplicació.
Això no només provoca un malbaratament de recursos, i fins i tot pot provocar accidents més grans per la seva fallada funcional, sinó que la descomposició del material provocada pel seu envelliment també pot contaminar el medi ambient.
L'envelliment dels materials polímers en el procés d'ús és més probable que provoqui grans desastres i pèrdues irreparables.
Per tant, l'anti-envelliment dels materials polímers s'ha convertit en un problema que la indústria del polímer ha de resoldre.
B. Tipus d'envelliment del material polimèric
Hi ha diferents fenòmens i característiques d'envelliment a causa de diferents espècies de polímers i diferents condicions d'ús. En general, l'envelliment dels materials polímers es pot classificar en els quatre tipus de canvis següents.
01 Canvis d'aparença
Taques, taques, línies platejades, esquerdes, glaçat, guix, enganxós, deformació, ulls de peix, arrugues, contracció, cremades, distorsió òptica i canvis de color òptics.
02 Canvis en les propietats físiques
Inclou solubilitat, inflor, propietats reològiques i canvis en la resistència al fred, resistència a la calor, permeabilitat a l'aigua, permeabilitat a l'aire i altres propietats.
03 Canvis en les propietats mecàniques
Canvis en la resistència a la tracció, la resistència a la flexió, la resistència a la cisalla, la resistència a l'impacte, l'allargament relatiu, la relaxació de l'estrès i altres propietats.
04 Canvis en les propietats elèctriques
Com ara la resistència superficial, la resistència al volum, la constant dielèctrica, la resistència a la ruptura elèctrica i altres canvis.
C. Anàlisi microscòpica de l'envelliment de materials polimèrics
Els polímers formen estats excitats de molècules en presència de calor o llum, i quan l'energia és prou alta, les cadenes moleculars es trenquen per formar radicals lliures, que poden formar reaccions en cadena dins del polímer i continuar iniciant la degradació i també poden causar enllaçant.
Si hi ha oxigen o ozó a l'ambient, també s'indueixen una sèrie de reaccions d'oxidació que formen hidroperòxids (ROOH) i es descomponen més en grups carbonil.
Si hi ha ions metàl·lics residuals del catalitzador al polímer, o si s'introdueixen ions metàl·lics com ara coure, ferro, manganès i cobalt durant el processament o l'ús, la reacció de degradació oxidativa del polímer s'accelerarà.
D. El mètode principal per millorar el rendiment anti-envelliment
Actualment, hi ha quatre mètodes principals per millorar i millorar el rendiment anti-envelliment dels materials polimèrics de la següent manera.
01 Protecció física (engrossiment, pintura, compost de capa exterior, etc.)
L'envelliment dels materials polimèrics, especialment l'envelliment fotooxidatiu, s'inicia a la superfície dels materials o productes, que es manifesta amb decoloració, guix, esquerdes, disminució de la brillantor, etc., i després s'endinsa gradualment cap a l'interior. És més probable que els productes prims fallin abans que els productes gruixuts, de manera que la vida útil dels productes es pot allargar espessint els productes.
Per als productes propensos a l'envelliment, es pot aplicar o recobrir una capa de recobriment resistent a la intempèrie a la superfície, o es pot combinar una capa de material resistent a la intempèrie a la capa exterior dels productes, de manera que es pot unir una capa protectora a la superfície dels productes per frenar el procés d'envelliment.
02 Millora de la tecnologia de processament
Molts materials en el procés de síntesi o preparació, també hi ha el problema de l'envelliment. Per exemple, la influència de la calor durant la polimerització, l'envelliment tèrmic i de l'oxigen durant el processament, etc. En conseqüència, la influència de l'oxigen es pot alentir afegint un dispositiu de desaireació o un dispositiu de buit durant la polimerització o el processament.
Tanmateix, aquest mètode només pot garantir el rendiment del material a la fàbrica, i aquest mètode només es pot implementar des de la font de preparació del material i no pot resoldre el seu problema d'envelliment durant el reprocessament i l'ús.
03 Disseny estructural o modificació de materials
Molts materials de macromolècules tenen grups d'envelliment a l'estructura molecular, de manera que, mitjançant el disseny de l'estructura molecular del material, la substitució dels grups d'envelliment per grups que no envelleixen sovint pot tenir un bon efecte.
04 Afegint additius antienvelliment
Actualment, la manera eficaç i el mètode comú per millorar la resistència a l'envelliment dels materials polimèrics és afegir additius antienvelliment, que s'utilitzen àmpliament a causa del baix cost i no cal canviar el procés de producció existent. Hi ha dues maneres principals d'afegir aquests additius antienvelliment.
Els additius anti-envelliment (pols o líquid) i la resina i altres matèries primeres directament barrejats i barrejats després de la granulació per extrusió o el modelat per injecció, etc. Aquesta és una manera senzilla i fàcil d'afegir, que és àmpliament utilitzada per la majoria de la granulació i plantes d'emmotllament per injecció.
Hora de publicació: 26-octubre-2022