Polymeerimateriaaleja käytetään nykyään laajalti huippuluokan valmistuksessa, elektroniikkatiedoissa, kuljetuksissa, rakennusten energiansäästössä, ilmailussa, maanpuolustuksessa ja monilla muilla aloilla niiden erinomaisten ominaisuuksien, kuten keveyden, korkean lujuuden, lämpötilan kestävyyden ja korroosionkestävyyden vuoksi. Tämä ei ainoastaan tarjoa laajaa markkina-aluetta uudelle polymeerimateriaaliteollisuudelle, vaan asettaa myös korkeammat vaatimukset sen laadulle, luotettavuustasolle ja takuukyvylle.
Siksi polymeerimateriaalituotteiden toiminnan maksimointi energiansäästön, vähähiilisen ja ekologisen kehityksen periaatteen mukaisesti saa yhä enemmän huomiota. Ja ikääntyminen on tärkeä tekijä, joka vaikuttaa polymeerimateriaalien luotettavuuteen ja kestävyyteen.
Seuraavaksi tarkastellaan mitä on polymeerimateriaalien ikääntyminen, ikääntymistyypit, ikääntymistä aiheuttavat tekijät, tärkeimmät ikääntymisen estomenetelmät ja viiden yleisen muovin ikääntymisen esto.
A. Muovin vanheneminen
Itse polymeerimateriaalien rakenteelliset ominaisuudet ja fysikaalinen tila sekä niiden ulkoiset tekijät, kuten lämpö, valo, lämpöhappi, otsoni, vesi, happo, alkali, bakteerit ja entsyymit käyttöprosessissa, tekevät niistä alttiina suorituskyvyn heikkenemiselle tai menetykselle prosessissa. soveltamisesta.
Tämä ei ainoastaan aiheuta resurssien tuhlausta ja voi jopa aiheuttaa suurempia onnettomuuksia sen toimintahäiriön vuoksi, vaan myös materiaalin ikääntymisen aiheuttama hajoaminen voi myös saastuttaa ympäristöä.
Polymeerimateriaalien vanheneminen käyttöprosessissa aiheuttaa todennäköisemmin suuria katastrofeja ja korjaamattomia menetyksiä.
Siksi polymeerimateriaalien ikääntymisen estämisestä on tullut ongelma, joka polymeeriteollisuuden on ratkaistava.
B. Polymeerimateriaalin ikääntymisen tyypit
Eri polymeerilajeista ja erilaisista käyttöolosuhteista johtuvat ikääntymisilmiöt ja -ominaisuudet ovat erilaisia. Yleisesti ottaen polymeerimateriaalien ikääntyminen voidaan luokitella seuraavaan neljään muutostyyppiin.
01 Muutokset ulkonäössä
Tahrat, täplät, hopeaviivat, halkeamat, huurre, liitu, tahmeus, vääntyminen, kalansilmät, rypistyminen, kutistuminen, polttaminen, optinen vääristymä ja optiset värimuutokset.
02 Fysikaalisten ominaisuuksien muutokset
Sisältää liukoisuuden, turpoamisen, reologiset ominaisuudet ja muutokset kylmänkestävyydessä, lämmönkestävyydessä, vedenläpäisevyydessä, ilmanläpäisevyydessä ja muissa ominaisuuksissa.
03 Muutokset mekaanisissa ominaisuuksissa
Muutokset vetolujuudessa, taivutuslujuudessa, leikkauslujuudessa, iskulujuudessa, suhteellisessa venymässä, jännitysrelaksaatiossa ja muissa ominaisuuksissa.
04 Muutokset sähköisissä ominaisuuksissa
Kuten pintaresistanssi, tilavuusvastus, dielektrisyysvakio, sähköinen läpilyöntivoimakkuus ja muut muutokset.
C. Polymeerimateriaalien ikääntymisen mikroskooppinen analyysi
Polymeerit muodostavat molekyylien virittyneitä tiloja lämmön tai valon läsnä ollessa, ja kun energia on riittävän korkea, molekyyliketjut katkeavat muodostaen vapaita radikaaleja, jotka voivat muodostaa ketjureaktioita polymeerin sisällä ja jatkaa hajoamisen käynnistämistä ja saattaa myös aiheuttaa ristikkäisvaikutuksia. linkittäminen.
Jos ympäristössä on happea tai otsonia, indusoituu myös sarja hapetusreaktioita, jotka muodostavat hydroperoksideja (ROOH) ja hajoavat edelleen karbonyyliryhmiksi.
Jos polymeerissä on jäännöskatalyyttimetalli-ioneja tai jos metalli-ioneja, kuten kuparia, rautaa, mangaania ja kobolttia tuodaan sisään käsittelyn tai käytön aikana, polymeerin oksidatiivinen hajoamisreaktio kiihtyy.
D. Tärkein menetelmä parantaa anti-aging suorituskykyä
Tällä hetkellä on neljä päämenetelmää polymeerimateriaalien ikääntymistä estävän suorituskyvyn parantamiseksi ja parantamiseksi seuraavasti.
01 Fyysinen suojaus (sakeutus, maalaus, ulkokerroksen seos jne.)
Polymeerimateriaalien ikääntyminen, erityisesti valohapetiivinen vanheneminen, alkaa materiaalien tai tuotteiden pinnasta, mikä ilmenee värinmuutoksina, liituutumisena, halkeiluna, kiillon vähenemisenä jne. ja menee sitten vähitellen syvemmälle sisäosaan. Ohuet tuotteet hajoavat todennäköisemmin aikaisemmin kuin paksut tuotteet, joten tuotteiden käyttöikää voidaan pidentää tuotteita paksuntamalla.
Vanhenemisalttiille tuotteille voidaan levittää tai pinnoittaa pintaan kerros säänkestävää pinnoitetta tai tuotteiden ulkokerrokseen voidaan liittää kerros säänkestävää materiaalia, jolloin suojakerros voidaan kiinnittää tuotteiden pintaan ikääntymisprosessin hidastamiseksi.
02 Prosessointitekniikan parantaminen
Monien materiaalien synteesi- tai valmistusprosessissa on myös ikääntymisongelma. Esimerkiksi lämmön vaikutus polymeroinnin aikana, lämpö- ja happivanheneminen prosessoinnin aikana jne. Sitten vastaavasti hapen vaikutusta voidaan hidastaa lisäämällä ilmanpoistolaitetta tai tyhjiölaitetta polymeroinnin tai prosessoinnin aikana.
Tämä menetelmä voi kuitenkin taata materiaalin suorituskyvyn vain tehtaalla, ja tämä menetelmä voidaan toteuttaa vain materiaalin valmistelusta käsin, eikä se voi ratkaista sen ikääntymisongelmaa uudelleenkäsittelyn ja käytön aikana.
03 Rakennesuunnittelu tai materiaalien muuntaminen
Monissa makromolekyylimateriaaleissa on ikääntyviä ryhmiä molekyylirakenteessa, joten materiaalin molekyylirakenteen suunnittelun kautta ikääntyvien ryhmien korvaaminen ei-ikääntymisryhmillä voi usein olla hyvä vaikutus.
04 Vanhenemista ehkäisevien lisäaineiden lisääminen
Tällä hetkellä tehokas tapa ja yleinen menetelmä polymeerimateriaalien ikääntymisenkestävyyden parantamiseksi on lisätä ikääntymistä estäviä lisäaineita, joita käytetään laajalti alhaisten kustannusten ja olemassa olevan tuotantoprosessin muuttamisen vuoksi. On kaksi päätapaa lisätä näitä ikääntymistä estäviä lisäaineita.
Vanhenemista estävät lisäaineet (jauhe tai neste) ja hartsi ja muut raaka-aineet sekoitetaan suoraan ekstruusiorakeistuksen tai ruiskupuristuksen jälkeen jne. Tämä on yksinkertainen ja helppo tapa lisätä, jota käytetään laajalti suurimmassa osassa pelletointia ja ruiskupuristuslaitokset.
Postitusaika: 26.10.2022