Полимерните материјали сега се широко користени во висококвалитетното производство, електронската информатика, транспортот, заштедата на енергија во зградите, воздухопловството, националната одбрана и многу други области поради нивните одлични својства како што се малата тежина, високата цврстина, отпорноста на температура и отпорноста на корозија. Ова не само што обезбедува широк пазарен простор за индустријата за нови полимерни материјали, туку поставува и повисоки барања за нивните квалитетни перформанси, ниво на сигурност и гарантна способност.
Затоа, сè повеќе внимание се посветува на тоа како да се максимизира функцијата на полимерните материјали во согласност со принципот на заштеда на енергија, нискојаглеродна емисија и еколошки развој. А стареењето е важен фактор што влијае на сигурноста и издржливоста на полимерните материјали.
Потоа, ќе разгледаме што е стареење на полимерните материјали, видовите на стареење, факторите што предизвикуваат стареење, главните методи против стареење и антистареењето на пет општи пластики.
A. Стареење на пластика
Структурните карактеристики и физичката состојба на самите полимерни материјали и нивните надворешни фактори како што се топлина, светлина, термички кислород, озон, вода, киселина, алкали, бактерии и ензими во процесот на употреба ги прават подложни на деградација или губење на перформансите во процесот на примена.
Ова не само што предизвикува трошење на ресурси, па дури може да предизвика и поголеми несреќи поради неговото функционално откажување, туку и распаѓањето на материјалот предизвикано од неговото стареење може да ја загади животната средина.
Стареењето на полимерните материјали во процесот на употреба е поверојатно да предизвика големи катастрофи и непоправливи загуби.
Затоа, анти-стареењето на полимерните материјали стана проблем што полимерната индустрија мора да го реши.
Б. Видови на стареење на полимерни материјали
Постојат различни феномени и карактеристики на стареење поради различни видови полимери и различни услови на употреба. Општо земено, стареењето на полимерните материјали може да се категоризира во следните четири типа на промени.
01 Промени во изгледот
Дамки, точки, сребрени линии, пукнатини, глазура, креда, лепливост, искривување, рибини очи, брчки, собирање, печење, оптичко нарушување и оптички промени во бојата.
02 Промени во физичките својства
Вклучувајќи растворливост, оток, реолошки својства и промени во отпорноста на студ, отпорност на топлина, пропустливост на вода, пропустливост на воздух и други својства.
03 Промени во механичките својства
Промени во затегнувачката цврстина, цврстината на свиткување, цврстината на смолкнување, цврстината на удар, релативното издолжување, опуштањето на напрегањето и други својства.
04 Промени во електричните својства
Како што се површинскиот отпор, волуменскиот отпор, диелектричната константа, јачината на електричното распаѓање и други промени.
C. Микроскопска анализа на стареењето на полимерните материјали
Полимерите формираат возбудени состојби на молекули во присуство на топлина или светлина, а кога енергијата е доволно висока, молекуларните синџири се кршат и формираат слободни радикали, кои можат да формираат синџирни реакции во рамките на полимерот и да продолжат да иницираат деградација, а може да предизвикаат и вкрстено поврзување.
Доколку во околината е присутен кислород или озон, се индуцира и серија реакции на оксидација, при што се формираат хидропероксиди (ROOH) и понатаму се распаѓаат во карбонилни групи.
Доколку во полимерот се присутни преостанати метални јони на катализаторот или ако за време на обработката или употребата се внесат метални јони како што се бакар, железо, манган и кобалт, реакцијата на оксидативна деградација на полимерот ќе се забрза.
Г. Главен метод за подобрување на ефикасноста против стареење
Во моментов, постојат четири главни методи за подобрување и подобрување на анти-стареечките перформанси на полимерните материјали, како што следува.
01 Физичка заштита (згуснување, боење, нанесување на надворешен слој на смеса, итн.)
Стареењето на полимерните материјали, особено фотооксидативното стареење, започнува од површината на материјалите или производите, што се манифестира како промена на бојата, креда, пукање, намалување на сјајот итн., а потоа постепено се протега подлабоко во внатрешноста. Тенките производи имаат поголема веројатност да се расипат порано од дебелите производи, па затоа животниот век на производите може да се продолжи со згуснување на производите.
За производи склони кон стареење, на површината може да се нанесе или премачка слој од премаз отпорен на временски услови, или слој од материјал отпорен на временски услови може да се нанесе на надворешниот слој на производите, така што на површината на производите може да се постави заштитен слој за да се забави процесот на стареење.
02 Подобрување на технологијата за обработка
Кај многу материјали во процесот на синтеза или подготовка, постои и проблемот на стареење. На пример, влијанието на топлината за време на полимеризацијата, термичкото и кислородното стареење за време на обработката итн. Потоа, соодветно, влијанието на кислородот може да се забави со додавање уред за деаерација или вакуумски уред за време на полимеризацијата или обработката.
Сепак, овој метод може да ги гарантира перформансите на материјалот само во фабриката, а овој метод може да се имплементира само од изворот на подготовка на материјалот и не може да го реши проблемот со стареењето за време на повторната обработка и употреба.
03 Структурен дизајн или модификација на материјали
Многу макромолекуларни материјали имаат групи што стареат во молекуларната структура, па затоа преку дизајнирањето на молекуларната структура на материјалот, заменувањето на групите што стареат со групи што не стареат често може да има добар ефект.
04 Додавање на адитиви против стареење
Во моментов, ефективниот начин и вообичаен метод за подобрување на отпорноста на стареење на полимерните материјали е додавањето на адитиви против стареење, кои се широко користени поради ниската цена и немањето потреба од промена на постојниот процес на производство. Постојат два главни начина за додавање на овие адитиви против стареење.
Адитивите против стареење (прав или течност) и смолата и другите суровини се мешаат директно по екструдирање, гранулација или лиење со вбризгување итн. Ова е едноставен и лесен начин на додавање, кој е широко користен од повеќето постројки за пелетирање и лиење со вбризгување.
Време на објавување: 26 октомври 2022 година