Polymermaterialien werden heute aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften wie geringes Gewicht, hohe Festigkeit, Temperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit häufig in der High-End-Fertigung, in der elektronischen Information, im Transportwesen, bei der Gebäudeenergieeinsparung, in der Luft- und Raumfahrt, der Landesverteidigung und vielen anderen Bereichen eingesetzt. Dies bietet nicht nur einen breiten Marktraum für die neue Polymerwerkstoffindustrie, sondern stellt auch höhere Anforderungen an deren Qualitätsleistung, Zuverlässigkeit und Garantiefähigkeit.
Daher erhält die Frage, wie die Funktion von Produkten aus Polymermaterialien im Einklang mit den Grundsätzen der Energieeinsparung, des geringen CO2-Ausstoßes und der ökologischen Entwicklung maximiert werden kann, immer mehr Aufmerksamkeit. Und Alterung ist ein wichtiger Faktor, der die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit von Polymermaterialien beeinflusst.
Als nächstes werden wir uns mit Alterung von Polymermaterialien, Alterungsarten, Faktoren, die Alterung verursachen, den wichtigsten Anti-Aging-Methoden und dem Alterungsschutz von fünf allgemeinen Kunststoffen befassen.
A. Plastikalterung
Die strukturellen Eigenschaften und der physikalische Zustand der Polymermaterialien selbst sowie ihre externen Faktoren wie Hitze, Licht, thermischer Sauerstoff, Ozon, Wasser, Säure, Alkali, Bakterien und Enzyme im Verwendungsprozess führen dazu, dass sie im Prozess einer Leistungsverschlechterung oder einem Verlust unterliegen der Anwendung.
Dies verursacht nicht nur eine Verschwendung von Ressourcen und kann aufgrund von Funktionsstörungen sogar zu größeren Unfällen führen, sondern auch die Zersetzung des Materials aufgrund seiner Alterung kann die Umwelt belasten.
Die Alterung von Polymermaterialien während des Gebrauchs führt eher zu großen Katastrophen und irreparablen Verlusten.
Daher ist der Alterungsschutz von Polymermaterialien zu einem Problem geworden, das die Polymerindustrie lösen muss.
B. Arten der Polymermaterialalterung
Aufgrund unterschiedlicher Polymerarten und unterschiedlicher Einsatzbedingungen kommt es zu unterschiedlichen Alterungserscheinungen und -eigenschaften. Im Allgemeinen kann die Alterung von Polymermaterialien in die folgenden vier Arten von Veränderungen eingeteilt werden.
01 Veränderungen im Aussehen
Flecken, Flecken, silberne Linien, Risse, Frost, Kreidung, Klebrigkeit, Verziehen, Fischaugen, Faltenbildung, Schrumpfung, Anbrennen, optische Verzerrung und optische Farbveränderungen.
02 Änderungen der physikalischen Eigenschaften
Einschließlich Löslichkeit, Quellung, rheologische Eigenschaften und Änderungen der Kältebeständigkeit, Wärmebeständigkeit, Wasserdurchlässigkeit, Luftdurchlässigkeit und anderer Eigenschaften.
03 Änderungen der mechanischen Eigenschaften
Änderungen der Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Scherfestigkeit, Schlagfestigkeit, relativen Dehnung, Spannungsrelaxation und anderer Eigenschaften.
04 Änderungen der elektrischen Eigenschaften
Wie Oberflächenwiderstand, Volumenwiderstand, Dielektrizitätskonstante, elektrische Durchschlagsfestigkeit und andere Änderungen.
C. Mikroskopische Analyse der Alterung von Polymermaterialien
Polymere bilden in Gegenwart von Wärme oder Licht angeregte Molekülzustände aus, und wenn die Energie hoch genug ist, brechen die Molekülketten und bilden freie Radikale, die Kettenreaktionen innerhalb des Polymers auslösen und weiterhin den Abbau einleiten und auch zu Kreuzreaktionen führen können. Verlinkung.
Wenn Sauerstoff oder Ozon in der Umwelt vorhanden sind, werden auch eine Reihe von Oxidationsreaktionen induziert, bei denen Hydroperoxide (ROOH) entstehen und sich weiter in Carbonylgruppen zersetzen.
Wenn restliche Katalysatormetallionen im Polymer vorhanden sind oder wenn Metallionen wie Kupfer, Eisen, Mangan und Kobalt während der Verarbeitung oder Verwendung eingebracht werden, wird die oxidative Abbaureaktion des Polymers beschleunigt.
D. Die Hauptmethode zur Verbesserung der Anti-Aging-Leistung
Derzeit gibt es vier Hauptmethoden zur Verbesserung und Steigerung der Anti-Aging-Leistung von Polymermaterialien:
01 Physikalischer Schutz (Verdickung, Anstrich, Deckschichtverbund etc.)
Die Alterung von Polymermaterialien, insbesondere die photooxidative Alterung, beginnt an der Oberfläche von Materialien oder Produkten, was sich in Form von Verfärbung, Kreidung, Rissbildung, Glanzverlust usw. äußert, und dringt dann allmählich tiefer in das Innere ein. Bei dünnen Produkten besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass sie früher versagen als bei dicken Produkten, sodass die Lebensdauer der Produkte durch die Verdickung der Produkte verlängert werden kann.
Bei Produkten, die anfällig für Alterung sind, kann eine Schicht aus witterungsbeständigem Anstrich auf die Oberfläche aufgetragen oder aufgetragen werden, oder es kann eine Schicht aus wetterbeständigem Material auf die Außenschicht der Produkte aufgetragen werden, sodass eine Schutzschicht angebracht werden kann die Oberfläche der Produkte, um den Alterungsprozess zu verlangsamen.
02 Verbesserung der Verarbeitungstechnologie
Bei vielen Materialien im Synthese- oder Herstellungsprozess besteht auch das Problem der Alterung. Zum Beispiel der Einfluss von Wärme während der Polymerisation, thermische Alterung und Sauerstoffalterung während der Verarbeitung usw. Dementsprechend kann der Einfluss von Sauerstoff durch Hinzufügen einer Entlüftungsvorrichtung oder einer Vakuumvorrichtung während der Polymerisation oder Verarbeitung verlangsamt werden.
Diese Methode kann jedoch nur die Leistung des Materials im Werk garantieren, und diese Methode kann nur von der Quelle der Materialaufbereitung aus umgesetzt werden und kann das Alterungsproblem während der Wiederaufbereitung und Verwendung nicht lösen.
03 Strukturelle Gestaltung oder Änderung von Materialien
Viele makromolekulare Materialien weisen Alterungsgruppen in der Molekülstruktur auf, so dass durch die Gestaltung der Molekülstruktur des Materials der Ersatz der Alterungsgruppen durch nicht alternde Gruppen oft einen guten Effekt haben kann.
04 Zugabe von Anti-Aging-Zusätzen
Derzeit besteht die wirksame und gängige Methode zur Verbesserung der Alterungsbeständigkeit von Polymermaterialien in der Zugabe von Anti-Aging-Additiven, die aufgrund der geringen Kosten und der Notwendigkeit, den bestehenden Produktionsprozess nicht zu ändern, weit verbreitet sind. Es gibt im Wesentlichen zwei Möglichkeiten, diese Anti-Aging-Zusätze hinzuzufügen.
Die Anti-Aging-Additive (Pulver oder Flüssigkeit) sowie Harz und andere Rohstoffe werden nach der Extrusionsgranulierung oder dem Spritzguss usw. direkt gemischt und gemischt. Dies ist eine einfache und einfache Art der Zugabe, die in den meisten Pelletier- und Pelletierbetrieben weit verbreitet ist Spritzgussanlagen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 26. Okt. 2022