Materiały polimerowe są obecnie szeroko stosowane w zaawansowanej produkcji, informacji elektronicznej, transporcie, oszczędzaniu energii w budynkach, lotnictwie, obronie narodowej i wielu innych dziedzinach ze względu na ich doskonałe właściwości, takie jak lekkość, wysoka wytrzymałość, odporność na temperaturę i odporność na korozję.To nie tylko zapewnia szeroką przestrzeń rynkową dla nowego przemysłu materiałów polimerowych, ale także stawia wyższe wymagania dotyczące jego jakości, poziomu niezawodności i zdolności gwarancyjnych.
Dlatego coraz więcej uwagi poświęca się temu, jak zmaksymalizować funkcję produktów z materiałów polimerowych zgodnie z zasadą oszczędzania energii, niskoemisyjnego i ekologicznego rozwoju.A starzenie się jest ważnym czynnikiem wpływającym na niezawodność i trwałość materiałów polimerowych.
Następnie przyjrzymy się, czym jest starzenie się materiałów polimerowych, typom starzenia, czynnikom powodującym starzenie, głównym metodom przeciwdziałania starzeniu i przeciwdziałaniu starzeniu się pięciu ogólnych tworzyw sztucznych.
A. Starzenie się tworzyw sztucznych
Właściwości strukturalne i stan fizyczny samych materiałów polimerowych oraz ich czynniki zewnętrzne, takie jak ciepło, światło, tlen termiczny, ozon, woda, kwas, zasady, bakterie i enzymy w procesie użytkowania powodują, że ulegają one pogorszeniu lub utracie właściwości użytkowych w procesie podaniowy.
To nie tylko powoduje marnotrawstwo zasobów, a nawet może powodować większe wypadki z powodu jego awarii funkcjonalnej, ale także rozkład materiału spowodowany jego starzeniem może również zanieczyszczać środowisko.
Starzenie się materiałów polimerowych w procesie użytkowania jest bardziej prawdopodobne, że spowoduje wielkie katastrofy i nieodwracalne straty.
Dlatego przeciwdziałanie starzeniu się materiałów polimerowych stało się problemem, który przemysł polimerów musi rozwiązać.
B. Rodzaje starzenia się materiałów polimerowych
Istnieją różne zjawiska starzenia i właściwości związane z różnymi gatunkami polimerów i różnymi warunkami użytkowania.Ogólnie starzenie się materiałów polimerowych można podzielić na następujące cztery rodzaje zmian.
01 Zmiany w wyglądzie
Plamy, plamy, srebrne linie, pęknięcia, szron, kredowanie, lepkość, wypaczenia, rybie oczka, zmarszczki, kurczenie się, przypalenia, zniekształcenia optyczne i optyczne zmiany koloru.
02 Zmiany właściwości fizycznych
W tym rozpuszczalność, pęcznienie, właściwości reologiczne i zmiany odporności na zimno, odporność na ciepło, przepuszczalność wody, przepuszczalność powietrza i inne właściwości.
03 Zmiany właściwości mechanicznych
Zmiany wytrzymałości na rozciąganie, wytrzymałości na zginanie, wytrzymałości na ścinanie, udarności, względnego wydłużenia, relaksacji naprężeń i innych właściwości.
04 Zmiany właściwości elektrycznych
Takie jak rezystancja powierzchniowa, rezystancja objętościowa, stała dielektryczna, wytrzymałość elektryczna i inne zmiany.
C. Analiza mikroskopowa starzenia się materiałów polimerowych
Polimery tworzą stany wzbudzone cząsteczek w obecności ciepła lub światła, a gdy energia jest wystarczająco wysoka, łańcuchy molekularne pękają, tworząc wolne rodniki, które mogą tworzyć reakcje łańcuchowe w polimerze i nadal inicjować degradację, a także mogą powodować krzyżowe łączenie.
Jeśli w środowisku obecny jest tlen lub ozon, indukowana jest również seria reakcji utleniania, tworząc wodoronadtlenki (ROOH) i dalej rozkładające się na grupy karbonylowe.
Jeśli w polimerze obecne są resztkowe jony metali katalizatora lub jeśli jony metali, takie jak miedź, żelazo, mangan i kobalt, zostaną wprowadzone podczas przetwarzania lub użytkowania, reakcja degradacji oksydacyjnej polimeru zostanie przyspieszona.
D. Główna metoda poprawy działania przeciwstarzeniowego
Obecnie istnieją cztery główne metody poprawy i zwiększenia właściwości przeciwstarzeniowych materiałów polimerowych w następujący sposób.
01 Zabezpieczenie fizyczne (zagęszczanie, malowanie, szpachlowanie warstwy zewnętrznej itp.)
Starzenie materiałów polimerowych, w szczególności starzenie fotooksydacyjne rozpoczyna się od powierzchni materiałów lub wyrobów, co objawia się przebarwieniami, kredowaniem, pękaniem, utratą połysku itp., a następnie stopniowo postępuje w głąb wnętrza.Cienkie produkty są bardziej narażone na awarie wcześniej niż produkty grube, więc żywotność produktów można wydłużyć poprzez pogrubienie produktów.
W przypadku produktów podatnych na starzenie, na powierzchnię można nałożyć warstwę powłoki odpornej na warunki atmosferyczne lub nałożyć warstwę materiału odpornego na warunki atmosferyczne na zewnętrzną warstwę produktów, tak aby można było przymocować warstwę ochronną do powierzchni produktów, aby spowolnić proces starzenia.
02 Doskonalenie technologii przetwarzania
Wiele materiałów w procesie syntezy lub przygotowania pojawia się również problem starzenia.Na przykład wpływ ciepła podczas polimeryzacji, starzenie termiczne i tlenowe podczas przetwarzania itp. Następnie odpowiednio można spowolnić wpływ tlenu przez dodanie urządzenia odpowietrzającego lub urządzenia próżniowego podczas polimeryzacji lub przetwarzania.
Jednak ta metoda może zagwarantować tylko wydajność materiału w fabryce, a ta metoda może być wdrożona tylko ze źródła przygotowania materiału i nie może rozwiązać problemu starzenia się podczas ponownego przetwarzania i użytkowania.
03 Projekt konstrukcyjny lub modyfikacja materiałów
Wiele materiałów makrocząsteczkowych ma grupy starzejące się w strukturze molekularnej, więc dzięki zaprojektowaniu struktury molekularnej materiału zastąpienie grup starzejących się grupami nie starzejącymi się może często przynieść dobry efekt.
04 Dodanie dodatków przeciwstarzeniowych
Obecnie skutecznym sposobem i powszechną metodą poprawy odporności materiałów polimerowych na starzenie jest dodawanie dodatków przeciwstarzeniowych, które są szeroko stosowane ze względu na niski koszt i brak konieczności zmiany istniejącego procesu produkcyjnego.Istnieją dwa główne sposoby dodawania tych dodatków przeciwstarzeniowych.
Dodatki zapobiegające starzeniu (proszek lub płyn) oraz żywica i inne surowce bezpośrednio mieszane i mieszane po granulacji przez wytłaczanie lub formowaniu wtryskowym itp. Jest to prosty i łatwy sposób dodawania, który jest szeroko stosowany przez większość granulatorów i instalacje do formowania wtryskowego.
Czas postu: 26-10-2022