1. Tipus d'envelliment dels materials polimèrics
Els materials polimèrics en el procés de processament, emmagatzematge i ús, a causa de l'acció integral de factors interns i externs, les seves propietats es deterioren gradualment, de manera que la pèrdua final del valor d'ús, aquest fenomen pertany a l'envelliment dels materials polimèrics.
Això no només provoca un malbaratament de recursos, sinó que fins i tot provoca majors accidents per la seva fallada funcional, i la descomposició dels materials provocada pel seu envelliment també pot contaminar el medi ambient.
A causa de les diferents varietats de polímers i les diferents condicions d'ús, hi ha diferents fenòmens i característiques d'envelliment.En general, l'envelliment dels materials polimèrics es pot classificar en els quatre tipus de canvis següents:
Canvis d'aparença
Hi ha taques, taques, línies platejades, esquerdes, glaçat, pols, pilositat, deformació, ull de peix, arrugues, contracció, ardor, distorsió òptica i canvis de color òptic.
Canvis en les propietats físiques
Inclou solubilitat, inflor, propietats reològiques i resistència al fred, resistència a la calor, permeabilitat a l'aigua, permeabilitat a l'aire i altres propietats de canvi.
Canvis en les propietats mecàniques
Resistència a la tracció, resistència a la flexió, resistència a la cisalla, resistència a l'impacte, allargament relatiu, relaxació de tensió, etc.
Canvis en les propietats elèctriques
Com ara la resistència a la superfície, la resistència al volum, la constant dielèctrica, els canvis de força de ruptura elèctrica.
2. Factors que causen l'envelliment dels materials polimèrics
Com que en el processament de polímers, el procés d'ús es veurà afectat per la calor, l'oxigen, l'aigua, la llum, els microorganismes i els factors ambientals, com ara la combinació de medis químics de la seva composició i estructura químiques, pot produir una sèrie de canvis, les corresponents propietats físiques dolentes, com ara com el cabell dur, trencadís, enganxós, decoloració, pèrdua de força, etc., aquests canvis i el fenomen s'anomena envelliment.
El polímer alt sota l'acció de la calor o la llum formarà molècules excitades, quan l'energia és prou alta, la cadena molecular es trencarà per formar radicals lliures, els radicals lliures poden formar una reacció en cadena dins del polímer, continuar causant degradació, també pot causar reticulació.
Si hi ha oxigen o ozó al medi ambient, es poden induir una sèrie de reaccions d'oxidació per formar hidroperòxids (ROOH), que es poden descompondre encara més en grups carbonil.
Si hi ha ions metàl·lics catalitzadors residuals al polímer, o s'introdueixen ions metàl·lics com ara coure, ferro, manganès i cobalt al polímer durant el processament i l'ús, la reacció de degradació d'oxidació del polímer s'accelerarà.
3. Mètodes d'anti-envelliment de materials polimèrics
Actualment, els principals mètodes per millorar i millorar les propietats anti-envelliment dels materials polimèrics són els següents:
L'envelliment dels materials polimèrics, especialment l'envelliment del fotooxigen, s'inicia primer des de la superfície del material o producte, que es manifesta com a decoloració, pols, esquerdes, disminució de la brillantor, i després gradualment cap a l'interior.
És més probable que els productes prims fallin abans que els productes gruixuts, de manera que la vida útil dels productes es pot allargar mitjançant l'engrossiment dels productes.
Per a productes fàcils d'envellir, es pot recobrir a la superfície o recobert amb una capa de revestiment de bona resistència a la intempèrie, o a la capa exterior de la capa composta del producte de material de bona resistència a la intempèrie, de manera que la superfície del producte s'uneixi a una capa. de capa protectora, per retardar el procés d'envelliment.
En el procés de síntesi o preparació, molts materials també tenen el problema de l'envelliment.Per exemple, l'efecte de la calor en el procés de polimerització, l'envelliment tèrmic de l'oxigen en el procés de processament, etc.En conseqüència, l'efecte de l'oxigen es pot mitigar afegint dispositius de desoxigenació o dispositius d'aspiració en el procés de polimerització o processament.
Tanmateix, aquest mètode només pot garantir el rendiment del material a la fàbrica, i aquest mètode només es pot implementar des de la font de la preparació del material, incapaç de resoldre el seu problema d'envelliment en el procés de reprocessament i ús.
Hi ha grups que són molt fàcils d'envellir en l'estructura molecular de molts materials polimèrics, de manera que, mitjançant el disseny de l'estructura molecular dels materials, la substitució de grups que no són fàcils d'envellir per grups que són fàcils d'envellir sovint pot tenir un bon efecte.
O la introducció de grups funcionals o estructures amb efecte anti-envelliment a la cadena molecular del polímer mitjançant el mètode d'empelt o copolimerització, dotant el propi material d'una excel·lent funció anti-envelliment, també és un mètode utilitzat sovint pels investigadors, però el cost és elevat, i no pot aconseguir una producció i aplicació a gran escala.
Actualment, la manera eficaç i el mètode comú per millorar la resistència a l'envelliment dels materials polimèrics és afegir additius antienvelliment, que s'utilitzen àmpliament pel seu baix cost i sense necessitat de canviar el procés de producció existent.Hi ha dues maneres principals d'afegir aquests additius antienvelliment:
Addició directa d'additius: els additius anti-envelliment (en pols o líquid) i la resina i altres matèries primeres es barregen i s'agiten directament després de la granulació per extrusió o l'emmotllament per injecció, etc. A causa de la seva senzillesa, aquesta manera d'afegir s'utilitza àmpliament en molts bombeigs i fàbriques d'emmotllament per injecció.
Mètode d'addició de masterbatch anti-envelliment: als fabricants amb requisits més alts de qualitat del producte i estabilitat de la qualitat, és més habitual afegir masterbatch anti-envelliment a la producció.
El masterbatch anti-envelliment és una resina adequada com a portador, barrejat amb una varietat d'additius anti-envelliment eficaços, després a través de la granulació de coextrusió de l'extrusora de doble cargol, els seus avantatges d'aplicació es troben en els additius anti-envelliment en el procés de preparació dels primers implements del masterbatch. La dispersió, tan tard en el procés de processament del material, l'agent antienvelliment aconsegueix una dispersió secundària, per aconseguir la finalitat de la dispersió uniforme dels auxiliars a la matriu del material polimèric, no només per garantir la qualitat de l'estabilitat del producte, sinó també per evitar-ho. contaminació per pols durant la producció, fent que la producció sigui més verda i protecció del medi ambient.
Hora de publicació: 17-agost-2022