Os materiais de polímero son agora amplamente utilizados na fabricación de gama alta, información electrónica, transporte, aforro de enerxía de edificios, aeroespacial, defensa nacional e moitos outros campos polas súas excelentes propiedades, como o peso lixeiro, a alta resistencia, a resistencia á temperatura e a resistencia á corrosión. Isto non só proporciona un amplo espazo de mercado para a industria de novos materiais polímeros, senón que tamén presenta requisitos máis elevados para o seu rendemento de calidade, nivel de fiabilidade e capacidade de garantía.
Polo tanto, como maximizar a función dos produtos de materiais de polímero de acordo co principio de aforro de enerxía, baixo carbono e desenvolvemento ecolóxico está a recibir cada vez máis atención. E o envellecemento é un factor importante que afecta a fiabilidade e durabilidade dos materiais poliméricos.
A continuación, analizaremos o que é o envellecemento dos materiais poliméricos, os tipos de envellecemento, os factores que causan o envellecemento, os principais métodos de antienvellecemento e o antienvellecemento de cinco plásticos xerais.
A. Envellecemento plástico
As características estruturais e o estado físico dos propios materiais poliméricos e os seus factores externos como calor, luz, osíxeno térmico, ozono, auga, ácidos, álcalis, bacterias e encimas no proceso de uso fan que sexan obxecto de degradación ou perda de rendemento no proceso. de aplicación.
Isto non só provoca un desperdicio de recursos, e mesmo pode provocar maiores accidentes pola súa falla funcional, senón que a descomposición do material provocada polo seu envellecemento tamén pode contaminar o medio ambiente.
O envellecemento dos materiais poliméricos no proceso de uso é máis probable que cause grandes desastres e perdas irreparables.
Polo tanto, o anti-envellecemento dos materiais poliméricos converteuse nun problema que a industria dos polímeros ten que resolver.
B. Tipos de envellecemento do material polimérico
Existen diferentes fenómenos e características de envellecemento debido a diferentes especies de polímeros e diferentes condicións de uso. En xeral, o envellecemento dos materiais poliméricos pódese clasificar nos seguintes catro tipos de cambios.
01 Cambios de aspecto
Manchas, manchas, liñas de prata, rachaduras, xeadas, deformación, pegajosidade, deformación, ollos de peixe, engurras, encollemento, abrasión, distorsión óptica e cambios de cor óptica.
02 Cambios nas propiedades físicas
Incluíndo solubilidade, inchazo, propiedades reolóxicas e cambios na resistencia ao frío, resistencia á calor, permeabilidade á auga, permeabilidade ao aire e outras propiedades.
03 Cambios nas propiedades mecánicas
Cambios na resistencia á tracción, resistencia á flexión, resistencia ao corte, resistencia ao impacto, alongamento relativo, relaxación do esforzo e outras propiedades.
04 Cambios nas propiedades eléctricas
Como a resistencia superficial, a resistencia ao volume, a constante dieléctrica, a resistencia á avaría eléctrica e outros cambios.
C. Análise microscópica do envellecemento de materiais poliméricos
Os polímeros forman estados excitados de moléculas en presenza de calor ou luz, e cando a enerxía é suficientemente alta, as cadeas moleculares rompen para formar radicais libres, que poden formar reaccións en cadea dentro do polímero e seguir iniciando a degradación e tamén poden causar vinculación.
Se o osíxeno ou o ozono están presentes no ambiente, tamén se inducen unha serie de reaccións de oxidación, que forman hidroperóxidos (ROOH) e descompoñen máis en grupos carbonilo.
Se no polímero están presentes ións metálicos catalizadores residuais ou se introducen ións metálicos como cobre, ferro, manganeso e cobalto durante o procesamento ou o uso, a reacción de degradación oxidativa do polímero acelerarase.
D. O método principal para mellorar o rendemento anti-envellecemento
Actualmente, existen catro métodos principais para mellorar e mellorar o rendemento anti-envellecemento dos materiais poliméricos como segue.
01 Protección física (engrosamento, pintura, composto da capa exterior, etc.)
O envellecemento dos materiais poliméricos, especialmente o envellecemento fotooxidativo, comeza a partir da superficie dos materiais ou produtos, que se manifesta como decoloración, formación de tiza, rachaduras, diminución do brillo, etc. Os produtos finos teñen máis probabilidades de fallar antes que os produtos grosos, polo que a vida útil dos produtos pode prolongarse espesando os produtos.
Para produtos propensos ao envellecemento, pódese aplicar ou recubrir unha capa de revestimento resistente á intemperie na superficie, ou unha capa de material resistente á intemperie na capa exterior dos produtos, de forma que se poida unir unha capa protectora. a superficie dos produtos para retardar o proceso de envellecemento.
02 Mellora da tecnoloxía de procesado
Moitos materiais no proceso de síntese ou preparación, tamén existe o problema do envellecemento. Por exemplo, a influencia da calor durante a polimerización, o envellecemento térmico e do osíxeno durante o procesamento, etc. En consecuencia, a influencia do osíxeno pódese ralentizar engadindo un dispositivo de desaireación ou un dispositivo de baleiro durante a polimerización ou o procesamento.
Non obstante, este método só pode garantir o rendemento do material na fábrica, e este método só se pode implementar desde a fonte de preparación do material e non pode resolver o seu problema de envellecemento durante o reprocesamento e o uso.
03 Deseño estrutural ou modificación de materiais
Moitos materiais de macromoléculas teñen grupos de envellecemento na estrutura molecular, polo que a través do deseño da estrutura molecular do material, a substitución dos grupos de envellecemento por grupos que non envellecen moitas veces pode ter un bo efecto.
04 Engadindo aditivos anti-envellecemento
Na actualidade, a forma eficaz e o método común para mellorar a resistencia ao envellecemento dos materiais poliméricos é engadir aditivos anti-envellecemento, que son amplamente utilizados debido ao baixo custo e sen necesidade de cambiar o proceso de produción existente. Hai dúas formas principais de engadir estes aditivos anti-envellecemento.
Os aditivos anti-envellecemento (en po ou líquido) e a resina e outras materias primas directamente mesturados e mesturados despois da granulación por extrusión ou o moldeo por inxección, etc. Esta é unha forma sinxela e sinxela de engadir, que é amplamente utilizada pola maioría dos peletizados e plantas de moldeo por inxección.
Hora de publicación: 26-Oct-2022