Os materiais poliméricos são agora amplamente utilizados na fabricação de alta qualidade, informação eletrônica, transporte, economia de energia em edifícios, aeroespacial, defesa nacional e muitos outros campos devido às suas excelentes propriedades, como peso leve, alta resistência, resistência à temperatura e resistência à corrosão. Isto não só proporciona um amplo espaço de mercado para a nova indústria de materiais poliméricos, mas também impõe requisitos mais elevados para o seu desempenho de qualidade, nível de confiabilidade e capacidade de garantia.
Portanto, como maximizar a função dos produtos de materiais poliméricos em linha com o princípio da economia de energia, baixo carbono e desenvolvimento ecológico está recebendo cada vez mais atenção. E o envelhecimento é um fator importante que afeta a confiabilidade e durabilidade dos materiais poliméricos.
A seguir, veremos o que é o envelhecimento dos materiais poliméricos, os tipos de envelhecimento, os fatores que causam o envelhecimento, os principais métodos de antienvelhecimento e o antienvelhecimento de cinco plásticos em geral.
A. Envelhecimento plástico
As características estruturais e o estado físico dos próprios materiais poliméricos e seus fatores externos, como calor, luz, oxigênio térmico, ozônio, água, ácido, álcali, bactérias e enzimas no processo de uso, tornam-nos sujeitos à degradação ou perda de desempenho no processo de aplicação.
Isto não só provoca um desperdício de recursos, podendo até causar maiores acidentes devido à sua falha funcional, mas também a decomposição do material causada pelo seu envelhecimento também pode poluir o meio ambiente.
O envelhecimento dos materiais poliméricos no processo de uso tem maior probabilidade de causar grandes desastres e perdas irreparáveis.
Portanto, o antienvelhecimento dos materiais poliméricos tornou-se um problema que a indústria de polímeros tem que resolver.
B. Tipos de envelhecimento de materiais poliméricos
Existem diferentes fenômenos e características de envelhecimento devido às diferentes espécies de polímeros e às diferentes condições de uso. Em geral, o envelhecimento dos materiais poliméricos pode ser categorizado nos seguintes quatro tipos de alterações.
01 Mudanças na aparência
Manchas, manchas, linhas prateadas, rachaduras, glacê, escamação, pegajosidade, empenamento, olhos de peixe, enrugamento, encolhimento, queimadura, distorção óptica e alterações de cor óptica.
02 Mudanças nas propriedades físicas
Incluindo solubilidade, inchaço, propriedades reológicas e alterações na resistência ao frio, resistência ao calor, permeabilidade à água, permeabilidade ao ar e outras propriedades.
03 Mudanças nas propriedades mecânicas
Mudanças na resistência à tração, resistência à flexão, resistência ao cisalhamento, resistência ao impacto, alongamento relativo, relaxamento de tensão e outras propriedades.
04 Mudanças nas propriedades elétricas
Como resistência superficial, resistência de volume, constante dielétrica, resistência à ruptura elétrica e outras alterações.
C. Análise microscópica do envelhecimento de materiais poliméricos
Os polímeros formam estados excitados de moléculas na presença de calor ou luz, e quando a energia é alta o suficiente, as cadeias moleculares se quebram para formar radicais livres, que podem formar reações em cadeia dentro do polímero e continuar a iniciar a degradação, podendo também causar reações cruzadas. vinculando.
Se oxigênio ou ozônio estiverem presentes no ambiente, uma série de reações de oxidação também são induzidas, formando hidroperóxidos (ROOH) e decompondo-se ainda mais em grupos carbonila.
Se estiverem presentes iões metálicos catalisadores residuais no polímero, ou se forem introduzidos iões metálicos tais como cobre, ferro, manganês e cobalto durante o processamento ou utilização, a reacção de degradação oxidativa do polímero será acelerada.
D. O principal método para melhorar o desempenho anti-envelhecimento
Atualmente, existem quatro métodos principais para melhorar e aprimorar o desempenho antienvelhecimento dos materiais poliméricos, como segue.
01 Proteção física (espessamento, pintura, composição da camada externa, etc.)
O envelhecimento dos materiais poliméricos, principalmente o envelhecimento fotooxidativo, começa na superfície dos materiais ou produtos, que se manifesta como descoloração, escamação, rachaduras, diminuição do brilho, etc., e depois se aprofunda gradativamente no interior. Os produtos finos têm maior probabilidade de falhar mais cedo do que os produtos grossos, portanto, a vida útil dos produtos pode ser estendida pelo espessamento dos produtos.
Para produtos propensos ao envelhecimento, uma camada de revestimento resistente às intempéries pode ser aplicada ou revestida na superfície, ou uma camada de material resistente às intempéries pode ser composta na camada externa dos produtos, de modo que uma camada protetora possa ser fixada a a superfície dos produtos para retardar o processo de envelhecimento.
02 Melhoria da tecnologia de processamento
Muitos materiais no processo de síntese ou preparação, existe também o problema do envelhecimento. Por exemplo, a influência do calor durante a polimerização, envelhecimento térmico e de oxigênio durante o processamento, etc. Então, consequentemente, a influência do oxigênio pode ser retardada pela adição de um dispositivo de desaeração ou dispositivo de vácuo durante a polimerização ou processamento.
No entanto, este método só pode garantir o desempenho do material na fábrica, e este método só pode ser implementado a partir da fonte de preparação do material, e não pode resolver o seu problema de envelhecimento durante o reprocessamento e utilização.
03 Projeto estrutural ou modificação de materiais
Muitos materiais de macromoléculas possuem grupos envelhecidos na estrutura molecular, portanto, através do projeto da estrutura molecular do material, a substituição dos grupos envelhecidos pelos grupos não envelhecidos pode muitas vezes ter um bom efeito.
04 Adicionando aditivos antienvelhecimento
Atualmente, a forma eficaz e o método comum para melhorar a resistência ao envelhecimento dos materiais poliméricos é adicionar aditivos antienvelhecimento, que são amplamente utilizados devido ao baixo custo e à não necessidade de alteração do processo de produção existente. Existem duas maneiras principais de adicionar esses aditivos antienvelhecimento.
Os aditivos antienvelhecimento (pó ou líquido) e resina e outras matérias-primas diretamente misturadas e misturadas após granulação por extrusão ou moldagem por injeção, etc. fábricas de moldagem por injeção.
Horário da postagem: 26 de outubro de 2022