Los materiales poliméricos ahora se utilizan ampliamente en la fabricación de alta gama, información electrónica, transporte, ahorro de energía en edificios, aeroespacial, defensa nacional y muchos otros campos debido a sus excelentes propiedades como peso ligero, alta resistencia, resistencia a la temperatura y resistencia a la corrosión. Esto no sólo proporciona un amplio espacio de mercado para la nueva industria de materiales poliméricos, sino que también plantea requisitos más altos para su rendimiento de calidad, nivel de confiabilidad y capacidad de garantía.
Por lo tanto, cada vez se presta más atención a cómo maximizar la función de los productos de materiales poliméricos de acuerdo con el principio de ahorro de energía, bajas emisiones de carbono y desarrollo ecológico. Y el envejecimiento es un factor importante que afecta la confiabilidad y durabilidad de los materiales poliméricos.
A continuación, veremos qué es el envejecimiento de los materiales poliméricos, los tipos de envejecimiento, los factores que causan el envejecimiento, los principales métodos de antienvejecimiento y el antienvejecimiento de cinco plásticos en general.
A. Envejecimiento del plástico
Las características estructurales y el estado físico de los propios materiales poliméricos y sus factores externos, como el calor, la luz, el oxígeno térmico, el ozono, el agua, los ácidos, los álcalis, las bacterias y las enzimas en el proceso de uso, los hacen sujetos a degradación o pérdida de rendimiento en el proceso. de aplicación.
Esto no sólo provoca un desperdicio de recursos, pudiendo incluso provocar accidentes mayores por su fallo funcional, sino que además la descomposición del material provocada por su envejecimiento también puede contaminar el medio ambiente.
Es más probable que el envejecimiento de los materiales poliméricos durante el proceso de uso cause grandes desastres y pérdidas irreparables.
Por tanto, el antienvejecimiento de los materiales poliméricos se ha convertido en un problema que la industria de los polímeros debe resolver.
B. Tipos de envejecimiento del material polimérico.
Existen diferentes fenómenos y características de envejecimiento debido a las diferentes especies de polímeros y a las diferentes condiciones de uso. En general, el envejecimiento de los materiales poliméricos se puede clasificar en los siguientes cuatro tipos de cambios.
01 Cambios de apariencia
Manchas, manchas, líneas plateadas, grietas, glaseado, calcinación, pegajosidad, deformación, ojos de pez, arrugas, encogimiento, quemaduras, distorsión óptica y cambios de color óptico.
02 Cambios en las propiedades físicas
Incluyendo solubilidad, hinchazón, propiedades reológicas y cambios en la resistencia al frío, la resistencia al calor, la permeabilidad al agua, la permeabilidad al aire y otras propiedades.
03 Cambios en las propiedades mecánicas.
Cambios en la resistencia a la tracción, la resistencia a la flexión, la resistencia al corte, la resistencia al impacto, el alargamiento relativo, la relajación de tensiones y otras propiedades.
04 Cambios en las propiedades eléctricas.
Como resistencia superficial, resistencia volumétrica, constante dieléctrica, resistencia a la rotura eléctrica y otros cambios.
C. Análisis microscópico del envejecimiento de materiales poliméricos.
Los polímeros forman estados excitados de moléculas en presencia de calor o luz, y cuando la energía es lo suficientemente alta, las cadenas moleculares se rompen para formar radicales libres, que pueden formar reacciones en cadena dentro del polímero y continuar iniciando la degradación y también pueden causar reacciones cruzadas. enlace.
Si hay oxígeno u ozono en el medio ambiente, también se inducen una serie de reacciones de oxidación, que forman hidroperóxidos (ROOH) y se descomponen aún más en grupos carbonilo.
Si hay iones metálicos residuales del catalizador presentes en el polímero, o si se introducen iones metálicos como cobre, hierro, manganeso y cobalto durante el procesamiento o uso, se acelerará la reacción de degradación oxidativa del polímero.
D. El método principal para mejorar el rendimiento antienvejecimiento.
En la actualidad, existen cuatro métodos principales para mejorar y potenciar el rendimiento antienvejecimiento de los materiales poliméricos, de la siguiente manera.
01 Protección física (espesamiento, pintura, compuesto de capa exterior, etc.)
El envejecimiento de los materiales poliméricos, especialmente el envejecimiento fotooxidativo, comienza desde la superficie de los materiales o productos, lo que se manifiesta como decoloración, tiza, agrietamiento, disminución del brillo, etc., y luego gradualmente va más profundamente hacia el interior. Los productos delgados tienen más probabilidades de fallar antes que los productos gruesos, por lo que la vida útil de los productos se puede extender al espesarlos.
Para productos propensos al envejecimiento, se puede aplicar o recubrir una capa de revestimiento resistente a la intemperie en la superficie, o se puede combinar una capa de material resistente a la intemperie en la capa exterior de los productos, de modo que se pueda unir una capa protectora a la superficie de los productos para ralentizar el proceso de envejecimiento.
02 Mejora de la tecnología de procesamiento
Muchos materiales en el proceso de síntesis o preparación, también existe el problema del envejecimiento. Por ejemplo, la influencia del calor durante la polimerización, el envejecimiento térmico y del oxígeno durante el procesamiento, etc. Luego, en consecuencia, la influencia del oxígeno se puede reducir añadiendo un dispositivo desaireador o un dispositivo de vacío durante la polimerización o el procesamiento.
Sin embargo, este método sólo puede garantizar el rendimiento del material en la fábrica, y este método sólo puede implementarse desde la fuente de preparación del material y no puede resolver su problema de envejecimiento durante el reprocesamiento y el uso.
03 Diseño estructural o modificación de materiales
Muchos materiales macromoléculas tienen grupos envejecidos en la estructura molecular, por lo que, a través del diseño de la estructura molecular del material, reemplazar los grupos envejecidos con grupos que no envejecen a menudo puede tener un buen efecto.
04 Agregar aditivos anti-envejecimiento
En la actualidad, la forma eficaz y el método común para mejorar la resistencia al envejecimiento de los materiales poliméricos es agregar aditivos antienvejecimiento, que se utilizan ampliamente debido a su bajo costo y a que no es necesario cambiar el proceso de producción existente. Hay dos formas principales de añadir estos aditivos antienvejecimiento.
Los aditivos antienvejecimiento (en polvo o líquido) y la resina y otras materias primas se mezclan y mezclan directamente después de la granulación por extrusión o el moldeo por inyección, etc. Esta es una forma simple y fácil de agregar, que es ampliamente utilizada por la mayoría de los granulados y plantas de moldeo por inyección.
Hora de publicación: 26 de octubre de 2022