ポリマー材料は、軽量、高強度、耐熱性、耐食性などの優れた特性により、現在、ハイエンド製造、電子情報、輸送、建築省エネルギー、航空宇宙、国防など多くの分野で広く使用されています。これは、新しいポリマー材料産業に幅広い市場スペースを提供するだけでなく、その品質性能、信頼性レベル、保証能力に対するより高い要件を提示します。
したがって、省エネ、低炭素、環境発展の原則に沿ってポリマー材料製品の機能を最大限に引き出す方法がますます注目されています。また、経年変化はポリマー材料の信頼性と耐久性に影響を与える重要な要素です。
次に、高分子材料の老化とは何か、老化の種類、老化の原因、老化防止の主な方法、および一般的なプラスチック 5 種類の老化防止について見ていきます。
A. プラスチックの老化
高分子材料自体の構造的特性や物理的状態、および使用過程における熱、光、熱酸素、オゾン、水、酸、アルカリ、細菌、酵素などの外的要因により、材料の性能が劣化したり損失したりすることがあります。アプリケーションの。
これは資源の無駄遣いとなり、機能不全による大きな事故を引き起こすだけでなく、経年劣化による材料の分解により環境を汚染する可能性もあります。
使用過程におけるポリマー材料の劣化は、大きな災害や取り返しのつかない損失を引き起こす可能性が高くなります。
したがって、ポリマー材料の老化防止はポリマー産業が解決しなければならない問題となっています。
B. ポリマー材料の老化の種類
ポリマーの種類や使用条件の違いにより、老化現象や特性も異なります。一般に高分子材料の経年変化は以下の4種類の変化に分類できます。
01 見た目の変化
汚れ、シミ、シルバーライン、ひび割れ、つや消し、チョーキング、べたつき、反り、フィッシュアイ、しわ、縮み、焦げ、光学的歪み、光学的色の変化。
02 物性変化
溶解性、膨潤性、レオロジー特性、耐寒性、耐熱性、透水性、通気性などの変化を含みます。
03 機械的性質の変化
引張強さ、曲げ強さ、せん断強さ、衝撃強さ、相対伸び、応力緩和などの特性の変化。
04 電気的特性の変化
表面抵抗、体積抵抗、誘電率、絶縁破壊強度などの変化。
C. ポリマー材料の老化の顕微鏡分析
ポリマーは、熱または光の存在下で分子の励起状態を形成します。エネルギーが十分に高いと、分子鎖が切断されてフリーラジカルが形成されます。これにより、ポリマー内で連鎖反応が形成され、分解が開始され続け、交差反応が引き起こされる可能性があります。リンクすること。
環境中に酸素またはオゾンが存在すると、一連の酸化反応も誘発され、ヒドロペルオキシド (ROOH) が形成され、さらにカルボニル基に分解されます。
ポリマー中に触媒金属イオンが残留したり、加工や使用中に銅、鉄、マンガン、コバルトなどの金属イオンが混入すると、ポリマーの酸化劣化反応が促進されます。
D. アンチエイジング性能を向上させる主な方法
現在、高分子材料の耐老化性能を向上・強化する主な方法は以下の4つです。
01 物理的保護（増粘・塗装・外層コンパウンド等）
高分子材料の老化、特に光酸化老化は、材料や製品の表面から変色、白亜化、ひび割れ、光沢低下などとして現れ、徐々に内部に進行していきます。薄い製品は厚い製品に比べて早期に故障する可能性が高いため、製品を厚くすることで製品の寿命を延ばすことができます。
経年劣化しやすい製品の場合、表面に耐候性塗料の層を塗布またはコーティングしたり、製品の外層に耐候性材料の層を配合して保護層を付けることができます。製品の表面を保護し、老化プロセスを遅らせます。
02 加工技術の向上
多くの材料は合成または調製過程にあり、老化の問題もあります。例えば、重合時の熱の影響、加工時の熱老化や酸素老化などです。それに応じて、重合中や加工中に脱気装置や真空装置を追加することで、酸素の影響を遅くすることができます。
しかし、この方法は材料の性能を工場で保証することしかできず、またこの方法は材料の準備元からしか実行できず、再加工および使用中の経年劣化の問題を解決することはできません。
03 構造設計または材料の変更
多くの高分子材料は分子構造内に老化基を持っているため、材料の分子構造を設計することにより、老化基を非老化基に置き換えることで良い効果を発揮することがよくあります。
04 老化防止添加剤の添加
現在、ポリマー材料の耐老化性を向上させる効果的な方法および一般的な方法は、老化防止添加剤を添加することです。これは、低コストであり、既存の製造プロセスを変更する必要がないため、広く使用されています。これらの老化防止添加剤を添加するには、主に 2 つの方法があります。
老化防止添加剤（粉末または液体）と樹脂やその他の原料を直接混合し、押出造粒や射出成形などを行った後に混合する方法です。 簡便な添加方法で、ペレット化や射出成形の多くで広く使用されています。射出成形工場。
投稿日時: 2022 年 10 月 26 日