Polymeermaterialen worden nu veel gebruikt in hoogwaardige productie, elektronische informatie, transport, energiebesparing in gebouwen, lucht- en ruimtevaart, nationale defensie en vele andere gebieden vanwege hun uitstekende eigenschappen zoals lichtgewicht, hoge sterkte, temperatuurbestendigheid en corrosieweerstand. Dit biedt niet alleen een brede marktruimte voor de nieuwe polymeermateriaalindustrie, maar stelt ook hogere eisen aan de kwaliteitsprestaties, het betrouwbaarheidsniveau en het garantievermogen.
Daarom krijgt de manier waarop de functie van polymeermateriaalproducten kan worden gemaximaliseerd in overeenstemming met het principe van energiebesparing, koolstofarme en ecologische ontwikkeling steeds meer aandacht. En veroudering is een belangrijke factor die de betrouwbaarheid en duurzaamheid van polymeermaterialen beïnvloedt.
Vervolgens zullen we kijken naar wat veroudering van polymeermaterialen is, soorten veroudering, factoren die veroudering veroorzaken, de belangrijkste methoden voor anti-veroudering en de anti-veroudering van vijf algemene kunststoffen.
A. Plastische veroudering
De structurele kenmerken en fysieke toestand van polymeermaterialen zelf en hun externe factoren zoals warmte, licht, thermische zuurstof, ozon, water, zuur, alkali, bacteriën en enzymen tijdens het gebruik maken ze onderhevig aan prestatieverslechtering of verlies tijdens het proces van toepassing.
Dit veroorzaakt niet alleen een verspilling van hulpbronnen en kan zelfs grotere ongelukken veroorzaken als gevolg van het functionele falen ervan, maar ook de ontbinding van het materiaal veroorzaakt door veroudering kan het milieu vervuilen.
De veroudering van polymere materialen tijdens het gebruik zal waarschijnlijk grote rampen en onherstelbare verliezen veroorzaken.
Daarom is het tegengaan van veroudering van polymeermaterialen een probleem geworden dat de polymeerindustrie moet oplossen.
B. Soorten veroudering van polymeermateriaal
Er zijn verschillende verouderingsverschijnselen en -kenmerken als gevolg van verschillende polymeersoorten en verschillende gebruiksomstandigheden. Over het algemeen kan de veroudering van polymeermaterialen worden onderverdeeld in de volgende vier soorten veranderingen.
01 Veranderingen in uiterlijk
Vlekken, vlekken, zilveren lijnen, scheuren, glazuur, verkrijten, plakkerigheid, kromtrekken, vissenogen, kreuken, krimpen, verschroeien, optische vervorming en optische kleurveranderingen.
02 Veranderingen in fysieke eigenschappen
Inclusief oplosbaarheid, zwelling, reologische eigenschappen en veranderingen in koudebestendigheid, hittebestendigheid, waterdoorlaatbaarheid, luchtdoorlaatbaarheid en andere eigenschappen.
03 Veranderingen in mechanische eigenschappen
Veranderingen in treksterkte, buigsterkte, schuifsterkte, slagsterkte, relatieve rek, spanningsrelaxatie en andere eigenschappen.
04 Veranderingen in elektrische eigenschappen
Zoals oppervlakteweerstand, volumeweerstand, diëlektrische constante, elektrische doorslagsterkte en andere veranderingen.
C. Microscopische analyse van veroudering van polymeermaterialen
Polymeren vormen aangeslagen toestanden van moleculen in de aanwezigheid van warmte of licht, en wanneer de energie hoog genoeg is, breken de moleculaire ketens en vormen vrije radicalen, die kettingreacties binnen het polymeer kunnen vormen en de afbraak kunnen blijven initiëren en ook kruisreacties kunnen veroorzaken. koppelen.
Als er zuurstof of ozon in de omgeving aanwezig is, wordt er ook een reeks oxidatiereacties geïnduceerd, waarbij hydroperoxiden (ROOH) worden gevormd en deze verder worden afgebroken tot carbonylgroepen.
Als er resterende katalysatormetaalionen in het polymeer aanwezig zijn, of als er tijdens de verwerking of het gebruik metaalionen zoals koper, ijzer, mangaan en kobalt worden binnengebracht, zal de oxidatieve afbraakreactie van het polymeer worden versneld.
D. De belangrijkste methode om de antiverouderingsprestaties te verbeteren
Momenteel zijn er vier hoofdmethoden om de antiverouderingsprestaties van polymeermaterialen als volgt te verbeteren en te verbeteren.
01 Fysieke bescherming (verdikking, verf, buitenlaagverbinding, enz.)
De veroudering van polymere materialen, vooral foto-oxidatieve veroudering, begint vanaf het oppervlak van materialen of producten, wat zich manifesteert als verkleuring, verkrijting, barsten, afname van de glans, enz., en gaat dan geleidelijk dieper naar het binnenste. Dunne producten hebben een grotere kans eerder kapot te gaan dan dikke producten, dus de levensduur van de producten kan worden verlengd door de producten te verdikken.
Bij producten die gevoelig zijn voor veroudering kan op het oppervlak een laag weerbestendige coating worden aangebracht of gecoat, of op de buitenlaag van de producten kan een laag weerbestendig materiaal worden aangebracht, zodat er een beschermlaag op kan worden aangebracht. het oppervlak van de producten om het verouderingsproces te vertragen.
02 Verbetering van verwerkingstechnologie
Bij veel materialen in het synthese- of bereidingsproces is er ook het probleem van veroudering. Bijvoorbeeld de invloed van warmte tijdens polymerisatie, thermische en zuurstofveroudering tijdens verwerking, enz. Vervolgens kan de invloed van zuurstof dienovereenkomstig worden vertraagd door het toevoegen van een ontluchtingsapparaat of vacuümapparaat tijdens polymerisatie of verwerking.
Deze methode kan echter alleen de prestaties van het materiaal in de fabriek garanderen, en deze methode kan alleen worden geïmplementeerd vanuit de bron van materiaalvoorbereiding, en kan het verouderingsprobleem tijdens herverwerking en gebruik niet oplossen.
03 Structureel ontwerp of wijziging van materialen
Veel macromolecuulmaterialen hebben verouderingsgroepen in de moleculaire structuur, dus door het ontwerp van de moleculaire structuur van het materiaal kan het vervangen van de verouderingsgroepen door de niet-verouderingsgroepen vaak een goed effect hebben.
04 Antiverouderingsadditieven toevoegen
Momenteel is de effectieve manier en gebruikelijke methode om de verouderingsbestendigheid van polymeermaterialen te verbeteren het toevoegen van anti-verouderingsadditieven, die op grote schaal worden gebruikt vanwege de lage kosten en het niet nodig zijn om het bestaande productieproces te veranderen. Er zijn twee manieren om deze antiverouderingsadditieven toe te voegen.
De antiverouderingsadditieven (poeder of vloeistof) en hars en andere grondstoffen worden direct gemengd en gemengd na extrusiegranulatie of spuitgieten, enz. Dit is een eenvoudige en gemakkelijke manier van toevoegen, die veel wordt gebruikt door de meeste pelletiseer- en spuitgietfabrieken.
Posttijd: 26 oktober 2022