Полімерні матеріали зараз широко використовуються у виробництві високого класу, електронної інформації, транспорті, будівництві енергозбереження, аерокосмічній промисловості, національній обороні та багатьох інших галузях завдяки своїм чудовим властивостям, таким як легка вага, висока міцність, термостійкість і стійкість до корозії. Це не тільки забезпечує широкий ринковий простір для індустрії нових полімерних матеріалів, але й висуває більш високі вимоги до його якості, рівня надійності та гарантійних можливостей.
Тому все більше уваги приділяється тому, як максимізувати функцію виробів з полімерних матеріалів відповідно до принципу енергозбереження, низького вуглецю та екологічного розвитку. А старіння є важливим фактором, який впливає на надійність і довговічність полімерних матеріалів.
Далі ми розглянемо, що таке старіння полімерних матеріалів, типи старіння, фактори, що викликають старіння, основні методи антистаріння та антистаріння п’яти загальних пластмас.
А. Пластичне старіння
Структурні характеристики та фізичний стан самих полімерних матеріалів та їхні зовнішні фактори, такі як тепло, світло, термічний кисень, озон, вода, кислоти, луги, бактерії та ферменти в процесі використання, роблять їх схильними до погіршення продуктивності або втрати в процесі. застосування.
Це не тільки спричиняє марну витрату ресурсів і навіть може призвести до більших аварій через його функціональну несправність, але також розкладання матеріалу, спричинене його старінням, також може забруднювати навколишнє середовище.
Старіння полімерних матеріалів у процесі використання швидше за все спричинить великі лиха та непоправні втрати.
Тому запобігання старінню полімерних матеріалів стало проблемою, яку має вирішити полімерна промисловість.
Б. Види старіння полімерного матеріалу
Існують різні явища та характеристики старіння через різні види полімерів та різні умови використання. Загалом старіння полімерних матеріалів можна розділити на наступні чотири типи змін.
01 Зміни зовнішності
Плями, плями, сріблясті лінії, тріщини, глазур, крейдування, липкість, викривлення, риб’ячі очі, зморшки, усадка, опіки, оптичні спотворення та оптичні зміни кольору.
02 Зміни фізичних властивостей
Включаючи розчинність, набухання, реологічні властивості та зміни холодостійкості, термостійкості, водопроникності, повітропроникності та інших властивостей.
03 Зміни механічних властивостей
Зміни міцності на розтяг, міцність на вигин, міцність на зсув, ударну міцність, відносне подовження, релаксацію напруги та інші властивості.
04 Зміни електричних властивостей
Такі як поверхневий опір, об'ємний опір, діелектрична проникність, електрична пробивна міцність та інші зміни.
C. Мікроскопічний аналіз старіння полімерних матеріалів
Полімери утворюють збуджені стани молекул у присутності тепла або світла, і коли енергія достатньо висока, молекулярні ланцюги розриваються з утворенням вільних радикалів, які можуть утворювати ланцюгові реакції всередині полімеру та продовжувати ініціювати деградацію, а також можуть спричиняти перехресну взаємодію. зв'язування.
Якщо в навколишньому середовищі присутні кисень або озон, також індукується ряд реакцій окислення, утворюючи гідропероксиди (ROOH) і подальший розпад на карбонільні групи.
Якщо в полімері присутні залишкові іони металу каталізатора або якщо іони металу, такі як мідь, залізо, марганець і кобальт, потрапляють під час обробки або використання, реакція окисної деградації полімеру прискориться.
D. Основний метод покращення антивікової ефективності
На даний момент існує чотири основні методи покращення та підвищення ефективності полімерних матеріалів проти старіння.
01 Фізичний захист (потовщення, фарбування, нанесення зовнішнього шару тощо)
Старіння полімерних матеріалів, особливо фотоокислювальне старіння, починається з поверхні матеріалів або виробів, що проявляється у вигляді зміни кольору, крейдування, розтріскування, зниження блиску тощо, а потім поступово заглиблюється всередину. Тонкі вироби виходять з ладу раніше, ніж товсті, тому термін служби виробів можна продовжити за рахунок потовщення виробів.
Для виробів, схильних до старіння, на поверхню можна нанести або нанести шар атмосферостійкого покриття або на зовнішній шар виробів можна нанести шар атмосферостійкого матеріалу, щоб можна було прикріпити захисний шар. поверхні виробів для уповільнення процесу старіння.
02 Удосконалення технології обробки
Багато матеріалів у процесі синтезу або підготовки, також існує проблема старіння. Наприклад, вплив тепла під час полімеризації, термічного та кисневого старіння під час обробки тощо. Тоді, відповідно, вплив кисню можна сповільнити шляхом додавання деаераційного пристрою або вакуумного пристрою під час полімеризації чи обробки.
Однак цей метод може гарантувати продуктивність матеріалу лише на заводі, і цей метод може бути реалізований лише з джерела підготовки матеріалу та не може вирішити проблему його старіння під час повторної обробки та використання.
03 Конструкція або модифікація матеріалів
Багато матеріалів з макромолекулами мають групи старіння в молекулярній структурі, тому завдяки дизайну молекулярної структури матеріалу заміна груп старіння групами, що не старіють, часто може мати хороший ефект.
04 Додавання антивікових добавок
В даний час ефективним способом і поширеним методом підвищення стійкості до старіння полімерних матеріалів є додавання добавок проти старіння, які широко використовуються через низьку вартість і відсутність необхідності змінювати існуючий процес виробництва. Є два основних способи додавання цих добавок проти старіння.
Добавки проти старіння (порошок або рідина), смола та інша сировина безпосередньо змішуються та змішуються після екструзії, гранулювання або лиття під тиском тощо. Це простий і легкий спосіб додавання, який широко використовується більшістю гранулювання та установки лиття під тиском.
Час публікації: 26 жовтня 2022 р