1. Rodzaj starzenia materiałów polimerowych
Materiały polimerowe w procesie przetwarzania, przechowywania i użytkowania, na skutek kompleksowego działania czynników wewnętrznych i zewnętrznych, stopniowo pogarszają swoje właściwości, tak że ostateczna utrata wartości użytkowej jest zjawiskiem związanym ze starzeniem się materiałów polimerowych.
Powoduje to nie tylko marnotrawstwo zasobów, ale nawet prowadzi do większych wypadków z powodu jego awarii funkcjonalnej, a rozkład materiałów spowodowany jego starzeniem może również zanieczyszczać środowisko.
Ze względu na różne odmiany polimerów i różne warunki użytkowania, występują różne zjawiska starzenia i właściwości.Ogólnie starzenie się materiałów polimerowych można podzielić na cztery rodzaje zmian:
Zmiany w wyglądzie
Występują plamy, plamy, srebrne linie, pęknięcia, oszronienie, pudrowanie, włochatość, wypaczanie, rybie oko, marszczenie, kurczenie się, przypalanie, zniekształcenia optyczne i zmiany koloru optycznego.
Zmiany właściwości fizycznych
W tym rozpuszczalność, pęcznienie, właściwości reologiczne i odporność na zimno, odporność na ciepło, przepuszczalność wody, przepuszczalność powietrza i inne właściwości zmiany.
Zmiany właściwości mechanicznych
Wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość na zginanie, wytrzymałość na ścinanie, udarność, względne wydłużenie, relaksacja naprężeń itp.
Zmiany właściwości elektrycznych
Takie jak rezystancja powierzchniowa, rezystancja objętościowa, stała dielektryczna, zmiany wytrzymałości na przebicie elektryczne.
2. Czynniki powodujące starzenie się materiałów polimerowych
Ponieważ w przetwarzaniu polimerów na proces użytkowania będą miały wpływ ciepło, tlen, woda, światło, mikroorganizmy i czynniki środowiskowe, takie jak środek chemiczny, połączenie jego składu chemicznego i struktury może wywołać szereg zmian, odpowiadających złym właściwościom fizycznym, takim jak włosy twarde, łamliwe, lepkie, przebarwienia, utrata siły i tak dalej, zmiany te i zjawisko nazywa się starzeniem.
Wysoki polimer pod działaniem ciepła lub światła utworzy wzbudzone cząsteczki, gdy energia jest wystarczająco wysoka, łańcuch molekularny pęknie, tworząc wolne rodniki, wolne rodniki mogą tworzyć reakcję łańcuchową wewnątrz polimeru, nadal powodować degradację, może również powodować sieciowanie.
Jeśli w środowisku obecny jest tlen lub ozon, można zainicjować szereg reakcji utleniania, tworząc wodoronadtlenki (ROOH), które można dalej rozłożyć na grupy karbonylowe.
Jeśli w polimerze znajdują się resztkowe jony metali katalizatora lub jony metali, takie jak miedź, żelazo, mangan i kobalt, zostaną wprowadzone do polimeru podczas przetwarzania i użytkowania, reakcja utleniania i degradacji polimeru zostanie przyspieszona.
3. Metody przeciwdziałania starzeniu materiałów polimerowych
Obecnie główne metody poprawy i wzmocnienia właściwości przeciwstarzeniowych materiałów polimerowych są następujące:
Starzenie materiałów polimerowych, zwłaszcza starzenie fototlenowe, rozpoczyna się najpierw od powierzchni materiału lub produktu, objawiając się odbarwieniem, pudrowaniem, pękaniem, utratą połysku, a następnie stopniowo do wnętrza.
Cienkie produkty są bardziej narażone na awarie wcześniej niż produkty grube, więc żywotność produktów można wydłużyć poprzez pogrubienie produktów.
W przypadku produktów łatwych do starzenia, może być powlekany na powierzchni lub pokryty warstwą powłoki o dobrej odporności na warunki atmosferyczne lub w zewnętrznej warstwie produktu warstwa kompozytowa z materiału o dobrej odporności na warunki atmosferyczne, tak aby powierzchnia produktu była przymocowana do warstwy warstwy ochronnej, tak aby opóźnić proces starzenia.
W procesie syntezy lub przygotowania wiele materiałów ma również problem starzenia.Na przykład wpływ ciepła w procesie polimeryzacji, termiczne starzenie tlenowe w procesie przetwarzania i tak dalej.W związku z tym wpływ tlenu można złagodzić przez dodanie urządzeń odtleniających lub urządzeń próżniowych w procesie polimeryzacji lub przetwarzania.
Jednak ta metoda może zagwarantować tylko wydajność materiału w fabryce, a ta metoda może być wdrożona tylko u źródła przygotowania materiału, które nie jest w stanie rozwiązać problemu starzenia się w procesie ponownego przetwarzania i użytkowania.
Istnieją grupy, które bardzo łatwo starzeją się w strukturze molekularnej wielu materiałów polimerowych, więc poprzez projektowanie struktury molekularnej materiałów, zastąpienie grup, które nie są łatwe do starzenia, grupami łatwymi do starzenia, często może przynieść dobry efekt.
Lub wprowadzanie grup funkcyjnych lub struktur o działaniu przeciwstarzeniowym do łańcucha cząsteczkowego polimeru metodą szczepienia lub kopolimeryzacji, nadając samemu materiałowi doskonałą funkcję przeciwstarzeniową, jest również metodą często stosowaną przez naukowców, ale koszt jest wysoki, i nie może osiągnąć produkcji i zastosowania na dużą skalę.
Obecnie skutecznym sposobem i powszechną metodą poprawy odporności materiałów polimerowych na starzenie jest dodatek dodatków przeciwstarzeniowych, który jest szeroko stosowany ze względu na niski koszt i brak konieczności zmiany istniejącego procesu produkcyjnego.Istnieją dwa główne sposoby dodawania tych dodatków przeciwstarzeniowych:
Bezpośrednie dodawanie dodatków: dodatki przeciwstarzeniowe (w proszku lub w płynie) oraz żywica i inne surowce są bezpośrednio mieszane i mieszane po granulacji przez wytłaczanie lub formowaniu wtryskowym itp. Ze względu na swoją prostotę ten sposób dodawania jest szeroko stosowany w wielu pompach i fabryki formowania wtryskowego.
Metoda dodawania przedmieszki przeciwstarzeniowej: W przypadku producentów o wyższych wymaganiach dotyczących jakości produktu i stabilności jakości częściej dodaje się do produkcji przedmieszkę przeciwstarzeniową.
Przedmieszka zapobiegająca starzeniu jest odpowiednią żywicą jako nośnikiem, zmieszaną z różnymi skutecznymi dodatkami przeciwstarzeniowymi, a następnie poprzez granulację współwytłaczającą z wytłaczarką dwuślimakową, jej zalety aplikacyjne polegają na dodatkach przeciwstarzeniowych w procesie przygotowania przedmieszki pierwsze narzędzia rozproszony, tak późno w procesie przetwarzania materiału, środek przeciwstarzeniowy otrzymuje dyspersję wtórną, aby osiągnąć cel równomiernego rozproszenia substancji pomocniczych w matrycy materiału polimerowego, nie tylko w celu zapewnienia jakości stabilności produktu, ale także w celu uniknięcia zanieczyszczenie pyłem podczas produkcji, dzięki czemu produkcja jest bardziej ekologiczna i ochrona środowiska.
Czas postu: 17 sierpnia 2022 r