חומרים פולימרים נמצאים כיום בשימוש נרחב בייצור מתקדם, מידע אלקטרוני, תחבורה, חיסכון באנרגיה בבניין, תעופה וחלל, הגנה לאומית ותחומים רבים אחרים בגלל תכונותיהם המצוינות כגון משקל קל, חוזק גבוה, עמידות בטמפרטורה ועמידות בפני קורוזיה. זה לא רק מספק מרחב שוק רחב לתעשיית החומרים הפולימריים החדשה, אלא גם מציג דרישות גבוהות יותר לביצועים האיכותיים, רמת האמינות ויכולת הערבות.
לכן, איך למקסם את התפקוד של מוצרי חומר פולימרי בהתאם לעיקרון של חיסכון באנרגיה, פחמן נמוך ופיתוח אקולוגי מקבל יותר ויותר תשומת לב. והזדקנות היא גורם חשוב המשפיע על האמינות והעמידות של חומרים פולימריים.
לאחר מכן, נבחן מהי הזדקנות של חומרים פולימריים, סוגי יישון, גורמים הגורמים להזדקנות, השיטות העיקריות לאנטי אייג'ינג ואנטי אייג'ינג של חמישה פלסטיקים כלליים.
א יישון פלסטיק
המאפיינים המבניים והמצב הפיזי של חומרים פולימריים עצמם והגורמים החיצוניים שלהם כגון חום, אור, חמצן תרמי, אוזון, מים, חומצה, אלקלי, חיידקים ואנזימים בתהליך השימוש הופכים אותם לפגיעה בביצועים או אובדן בתהליך. של יישום.
הדבר גורם לא רק לבזבוז משאבים, ואף עלול לגרום לתאונות גדולות יותר בשל הכשל התפקודי שלו, אלא שגם פירוק החומר הנגרם מהזדקנותו עלול לזהם את הסביבה.
ההזדקנות של חומרים פולימריים בתהליך השימוש עלולה לגרום לאסונות גדולים ולהפסדים בלתי הפיכים.
לכן, האנטי אייג'ינג של חומרים פולימריים הפך לבעיה שתעשיית הפולימרים צריכה לפתור.
ב. סוגי התיישנות של חומר פולימרי
ישנן תופעות ומאפייני הזדקנות שונים עקב מיני פולימרים שונים ותנאי שימוש שונים. באופן כללי, ניתן לסווג את ההזדקנות של חומרים פולימריים לארבעת סוגי השינויים הבאים.
01 שינויים במראה
כתמים, כתמים, קווי כסף, סדקים, ציפוי, גיר, דביקות, עיוות, עיני דגים, קמטים, התכווצות, חריכה, עיוות אופטי ושינויי צבע אופטיים.
02 שינויים בתכונות הפיזיקליות
כולל מסיסות, נפיחות, תכונות ריאולוגיות ושינויים בעמידות לקור, עמידות בחום, חדירות מים, חדירות אוויר ותכונות נוספות.
03 שינויים בתכונות מכניות
שינויים בחוזק מתיחה, חוזק כיפוף, חוזק גזירה, חוזק השפעה, התארכות יחסית, הרפיית מתח ותכונות אחרות.
04 שינויים בתכונות החשמל
כגון התנגדות פני השטח, התנגדות נפח, קבוע דיאלקטרי, חוזק פירוק חשמלי ושינויים אחרים.
ג. ניתוח מיקרוסקופי של התיישנות של חומרים פולימריים
פולימרים יוצרים מצבים נרגשים של מולקולות בנוכחות חום או אור, וכאשר האנרגיה גבוהה מספיק, השרשראות המולקולריות נשברות ויוצרות רדיקלים חופשיים, שעלולים ליצור תגובות שרשרת בתוך הפולימר ולהמשיך ליזום פירוק ועלולים גם לגרום להצלבה. מְקַשֵׁר.
אם חמצן או אוזון נמצאים בסביבה, נגרמת גם סדרה של תגובות חמצון, היוצרות הידרופרוקסידים (ROOH) ומתפרקות עוד יותר לקבוצות קרבוניל.
אם קיימים יוני מתכת זרז שיוריים בפולימר, או אם יובאו יוני מתכת כגון נחושת, ברזל, מנגן וקובלט במהלך העיבוד או השימוש, תגובת הפירוק החמצונית של הפולימר תואץ.
ד השיטה העיקרית לשיפור ביצועי האנטי אייג'ינג
נכון לעכשיו, ישנן ארבע שיטות עיקריות לשפר ולשפר את ביצועי האנטי-אייג'ינג של חומרים פולימריים כדלקמן.
01 הגנה פיזית (עיבוי, צביעה, מתחם שכבה חיצונית וכו')
ההזדקנות של חומרים פולימריים, במיוחד הזדקנות פוטו-אוקסידטיבית, מתחילה מפני השטח של חומרים או מוצרים, המתבטאת בשינוי צבע, גיר, סדקים, ירידת ברק וכו', ולאחר מכן מעמיקה בהדרגה לפנים. מוצרים דקים נוטים להיכשל מוקדם יותר מאשר מוצרים עבים, ולכן ניתן להאריך את חיי השירות של המוצרים על ידי עיבוי המוצרים.
עבור מוצרים המועדים להזדקנות, ניתן ליישם או לצבוע שכבה של ציפוי עמיד בפני מזג האוויר על פני השטח, או להרכיב שכבה של חומר עמיד בפני מזג אוויר על השכבה החיצונית של המוצרים, כך שניתן להצמיד שכבת הגנה פני השטח של המוצרים כדי להאט את תהליך ההזדקנות.
02 שיפור טכנולוגיית העיבוד
חומרים רבים בתהליך הסינתזה או ההכנה, ישנה גם בעיית ההזדקנות. לדוגמה, השפעת החום בזמן פילמור, הזדקנות תרמית וחמצן במהלך העיבוד וכו'. בהתאם לכך, ניתן להאט את השפעת החמצן על ידי הוספת מכשיר פינוי אוויר או מכשיר ואקום במהלך פילמור או עיבוד.
עם זאת, שיטה זו יכולה להבטיח רק את ביצועי החומר במפעל, ושיטה זו ניתנת ליישום רק ממקור הכנת החומר, ואינה יכולה לפתור את בעיית ההזדקנות שלו במהלך העיבוד מחדש והשימוש.
03 עיצוב מבני או שינוי של חומרים
לחומרי מקרומולקולות רבים יש קבוצות מזדקנות במבנה המולקולרי, כך שדרך תכנון המבנה המולקולרי של החומר, החלפת קבוצות ההזדקנות בקבוצות שאינן מזדקנות עשויה להשפיע לרוב.
04 הוספת תוספי אנטי אייג'ינג
נכון להיום, הדרך היעילה והשיטה הנפוצה לשיפור עמידות ההזדקנות של חומרים פולימריים היא הוספת תוספים אנטי אייג'ינג, הנמצאים בשימוש נרחב בגלל העלות הנמוכה ואין צורך לשנות את תהליך הייצור הקיים. ישנן שתי דרכים עיקריות להוספת תוספי אנטי אייג'ינג אלו.
התוספים האנטי-אייג'ינג (אבקה או נוזל) ושרף וחומרי גלם אחרים מעורבבים ומעורבבים ישירות לאחר גרגיר שחול או הזרקה וכו'. זוהי דרך פשוטה וקלה של הוספה, שנמצאת בשימוש נרחב על ידי רוב הפילוטים וההזרקה. מפעלי הזרקה.
זמן פרסום: 26 באוקטובר 2022