Polymérne materiály sú teraz široko používané v špičkovej výrobe, elektronických informáciách, doprave, úsporách energie v budovách, letectve, národnej obrane a mnohých ďalších oblastiach kvôli ich vynikajúcim vlastnostiam, ako je nízka hmotnosť, vysoká pevnosť, teplotná odolnosť a odolnosť proti korózii. To nielenže poskytuje široký trhový priestor pre nový priemysel polymérnych materiálov, ale kladie aj vyššie požiadavky na jeho kvalitu, spoľahlivosť a garanciu.
Čoraz viac pozornosti sa preto venuje tomu, ako maximalizovať funkciu produktov z polymérnych materiálov v súlade s princípom úspory energie, nízkouhlíkového a ekologického rozvoja. A starnutie je dôležitým faktorom, ktorý ovplyvňuje spoľahlivosť a trvanlivosť polymérnych materiálov.
Ďalej sa pozrieme na to, čo je starnutie polymérnych materiálov, typy starnutia, faktory spôsobujúce starnutie, hlavné metódy proti starnutiu a proti starnutiu piatich všeobecných plastov.
A. Starnutie plastov
Štrukturálne charakteristiky a fyzikálny stav samotných polymérnych materiálov a ich vonkajšie faktory, ako je teplo, svetlo, tepelný kyslík, ozón, voda, kyseliny, zásady, baktérie a enzýmy v procese použitia, spôsobujú, že počas procesu sú vystavené degradácii výkonu alebo strate. aplikácie.
Dochádza tak nielen k plytvaniu zdrojmi a dokonca k väčším haváriám v dôsledku jeho funkčnej poruchy, ale aj k znečisteniu životného prostredia rozkladom materiálu spôsobeným jeho starnutím.
Starnutie polymérnych materiálov v procese používania s väčšou pravdepodobnosťou spôsobí veľké katastrofy a nenapraviteľné straty.
Preto sa ochrana proti starnutiu polymérnych materiálov stala problémom, ktorý musí polymérny priemysel riešiť.
B. Typy starnutia polymérneho materiálu
Existujú rôzne javy a charakteristiky starnutia v dôsledku rôznych druhov polymérov a rôznych podmienok používania. Vo všeobecnosti možno starnutie polymérnych materiálov rozdeliť do nasledujúcich štyroch typov zmien.
01 Zmeny vzhľadu
Škvrny, škvrny, strieborné čiary, praskliny, námraza, krieda, lepkavosť, deformácia, rybie oká, zvrásnenie, zmrštenie, pripálenie, optické skreslenie a optické zmeny farby.
02 Zmeny fyzikálnych vlastností
Vrátane rozpustnosti, napučiavania, reologických vlastností a zmien odolnosti voči chladu, tepelnej odolnosti, priepustnosti vody, priepustnosti vzduchu a ďalších vlastností.
03 Zmeny mechanických vlastností
Zmeny pevnosti v ťahu, pevnosti v ohybe, pevnosti v šmyku, rázovej pevnosti, relatívneho predĺženia, uvoľnenia napätia a iných vlastností.
04 Zmeny elektrických vlastností
Ako povrchový odpor, objemový odpor, dielektrická konštanta, elektrická prierazná pevnosť a iné zmeny.
C. Mikroskopická analýza starnutia polymérnych materiálov
Polyméry tvoria excitované stavy molekúl v prítomnosti tepla alebo svetla, a keď je energia dostatočne vysoká, molekulové reťazce sa rozbijú za vzniku voľných radikálov, ktoré môžu vytvárať reťazové reakcie v polyméri a pokračovať v iniciácii degradácie a môžu tiež spôsobiť krížové prepojenie.
Ak je v prostredí prítomný kyslík alebo ozón, vyvoláva sa tiež séria oxidačných reakcií, pri ktorých vznikajú hydroperoxidy (ROOH) a ďalej sa rozkladajú na karbonylové skupiny.
Ak sú v polyméri prítomné zvyškové ióny katalyzátorových kovov, alebo ak sa kovové ióny, ako je meď, železo, mangán a kobalt, prinesú počas spracovania alebo použitia, oxidačná degradačná reakcia polyméru sa urýchli.
D. Hlavná metóda na zlepšenie výkonu proti starnutiu
V súčasnosti existujú štyri hlavné metódy na zlepšenie a zvýšenie účinnosti polymérnych materiálov proti starnutiu, a to nasledovne.
01 Fyzická ochrana (zahusťovanie, náter, zmes vonkajšej vrstvy atď.)
Starnutie polymérnych materiálov, najmä fotooxidačné starnutie, začína od povrchu materiálov alebo výrobkov, ktoré sa prejavuje odfarbovaním, kriedovaním, praskaním, poklesom lesku a pod., a postupne prechádza hlbšie do interiéru. Tenké výrobky s väčšou pravdepodobnosťou zlyhajú skôr ako hrubé výrobky, takže životnosť výrobkov sa môže predĺžiť zahustením výrobkov.
Pri výrobkoch náchylných na starnutie možno na povrch naniesť alebo natrieť vrstvu náteru odolného voči poveternostným vplyvom alebo na vonkajšiu vrstvu výrobkov namiešať vrstvu materiálu odolného voči poveternostným vplyvom, aby sa naň mohla pripojiť ochranná vrstva. povrch produktov na spomalenie procesu starnutia.
02 Zlepšenie technológie spracovania
Mnoho materiálov v procese syntézy alebo prípravy je tiež problémom starnutia. Napríklad vplyv tepla počas polymerizácie, tepelného a kyslíkového starnutia počas spracovania atď. Potom je možné vplyv kyslíka spomaliť pridaním odvzdušňovacieho zariadenia alebo vákuového zariadenia počas polymerizácie alebo spracovania.
Táto metóda však môže zaručiť iba výkonnosť materiálu v továrni a táto metóda môže byť implementovaná iba zo zdroja prípravy materiálu a nemôže vyriešiť problém starnutia počas opätovného spracovania a používania.
03 Návrh konštrukcie alebo úprava materiálov
Mnoho makromolekulových materiálov má v molekulárnej štruktúre skupiny starnutia, takže prostredníctvom návrhu molekulárnej štruktúry materiálu môže nahradenie starnúcich skupín skupinami, ktoré nestarnú, často zohrať dobrý účinok.
04 Pridávanie prísad proti starnutiu
V súčasnosti je efektívnym spôsobom a bežnou metódou na zlepšenie odolnosti polymérových materiálov proti starnutiu pridávanie prísad proti starnutiu, ktoré sú široko používané kvôli nízkym nákladom a nie je potrebné meniť existujúci výrobný proces. Existujú dva hlavné spôsoby pridávania týchto prísad proti starnutiu.
Prísady proti starnutiu (prášok alebo kvapalina) a živica a iné suroviny priamo zmiešané a zmiešané po extrúznej granulácii alebo vstrekovaní atď. Toto je jednoduchý a ľahký spôsob pridávania, ktorý je široko používaný vo väčšine peletizačných a vstrekovne.
Čas odoslania: 26. októbra 2022