1. Tip starenja polimernih materijala
Polimerni materijali u procesu prerade, skladištenja i upotrebe, usled sveobuhvatnog delovanja unutrašnjih i spoljašnjih faktora, njegova svojstva se postepeno pogoršavaju, tako da konačni gubitak upotrebne vrednosti, ova pojava pripada starenju polimernih materijala.
To ne samo da uzrokuje rasipanje resursa, već čak dovodi do većih nezgoda zbog njegovog funkcionalnog kvara, a raspadanje materijala uzrokovano njegovim starenjem također može zagaditi okoliš.
Zbog različitih sorti polimera i različitih uslova upotrebe, postoje različite pojave i karakteristike starenja.Općenito, starenje polimernih materijala može se klasificirati u sljedeće četiri vrste promjena:
Promjene u izgledu
Postoje mrlje, mrlje, srebrne linije, pukotine, glazura, napudravanje, dlakavost, iskrivljenje, riblje oko, naboranje, skupljanje, pečenje, optičko izobličenje i promjene u optičkoj boji.
Promjene fizičkih svojstava
Uključujući rastvorljivost, bubrenje, reološka svojstva i otpornost na hladnoću, otpornost na toplotu, vodopropusnost, propusnost vazduha i druga svojstva promene.
Promjene mehaničkih svojstava
Vlačna čvrstoća, čvrstoća na savijanje, čvrstoća na smicanje, čvrstoća na udar, relativno izduženje, opuštanje naprezanja itd.
Promjene električnih svojstava
Kao što su površinski otpor, volumenski otpor, dielektrična konstanta, promjene snage električnog proboja.
2. Faktori koji uzrokuju starenje polimernih materijala
Budući da će u preradi polimera, na proces upotrebe, utjecati toplina, kisik, voda, svjetlost, mikroorganizmi i faktori okoline kao što su hemijski medij, kombinacija njegovog hemijskog sastava i strukture može proizvesti niz promjena, odgovarajućih loših fizičkih svojstava, kao što su kao kosa tvrda, lomljiva, ljepljiva, promjena boje, gubitak snage i tako dalje, te promjene i fenomen se naziva starenjem.
Visoki polimer pod djelovanjem topline ili svjetlosti će formirati pobuđene molekule, kada je energija dovoljno visoka, molekularni lanac će se prekinuti i formirati slobodne radikale, slobodni radikali mogu formirati lančanu reakciju unutar polimera, nastaviti izazivati degradaciju, također mogu uzrokovati unakrsno povezivanje.
Ako je kisik ili ozon prisutan u okolišu, može se izazvati niz oksidacijskih reakcija kako bi se formirali hidroperoksidi (ROOH), koji se dalje mogu razložiti na karbonilne grupe.
Ako u polimeru ima zaostalih metalnih jona katalizatora ili se metalni joni poput bakra, željeza, mangana i kobalta unesu u polimer tokom obrade i upotrebe, reakcija oksidacijske degradacije polimera će se ubrzati.
3. Metode protiv starenja polimernih materijala
Trenutno, glavne metode za poboljšanje i poboljšanje svojstava polimernih materijala protiv starenja su sljedeće:
Starenje polimernih materijala, posebno starenje fotokisenikom, prvo počinje od površine materijala ili proizvoda, što se manifestuje kao promena boje, prah, pucanje, opadanje sjaja, a zatim postepeno ka unutrašnjosti.
Tanki proizvodi imaju veću vjerovatnoću da propadnu ranije nego debeli proizvodi, tako da se vijek trajanja proizvoda može produžiti proizvodima za zgušnjavanje.
Za proizvode koji se lako stare, može se premazati na površini ili premazati slojem premaza dobre vremenske otpornosti, ili u vanjskom sloju proizvoda kompozitni sloj materijala dobre vremenske otpornosti, tako da se površina proizvoda pričvrsti na sloj zaštitnog sloja, kako bi se odložio proces starenja.
U procesu sinteze ili pripreme, mnogi materijali također imaju problem starenja.Na primjer, učinak topline u procesu polimerizacije, termalno starenje kisika u procesu obrade i tako dalje.Shodno tome, efekat kiseonika se može ublažiti dodavanjem uređaja za deoksigenaciju ili usisivača u procesu polimerizacije ili obrade.
Međutim, ova metoda može garantovati samo performanse materijala u fabrici, a ova metoda se može implementirati samo iz izvora pripreme materijala, nesposobna da reši problem njegovog starenja u procesu prerade i upotrebe.
Postoje grupe koje se vrlo lako stare u molekularnoj strukturi mnogih polimernih materijala, tako da kroz dizajn molekularne strukture materijala, zamjena grupa koje nije lako stareti grupama koje se lako stare, često može imati dobar učinak.
Ili uvođenje funkcionalnih grupa ili struktura sa efektom protiv starenja u polimerni molekularni lanac metodom cijepljenja ili kopolimerizacije, dajući samom materijalu izvrsnu funkciju protiv starenja, također je metoda koju istraživači često koriste, ali je cijena visoka, i ne može postići masovnu proizvodnju i primjenu.
Trenutno, efikasan način i uobičajena metoda za poboljšanje otpornosti na starenje polimernih materijala je dodavanje aditiva protiv starenja, koji se široko koristi zbog niske cijene i nema potrebe za promjenom postojećeg proizvodnog procesa.Postoje dva glavna načina za dodavanje ovih aditiva protiv starenja:
Direktno dodavanje aditiva: aditivi protiv starenja (prašak ili tekućina) i smola i druge sirovine se direktno miješaju i miješaju nakon ekstruzijske granulacije ili brizganja itd. Zbog svoje jednostavnosti, ovaj način dodavanja se široko koristi u mnogim pumpama i fabrike za brizganje.
Metoda dodavanja masterbatcha protiv starenja: Kod proizvođača sa višim zahtjevima za kvalitetom proizvoda i stabilnošću kvaliteta, češće je dodavanje masterbatcha protiv starenja u proizvodnju.
Masterbatch protiv starenja je prikladna smola kao nosač, pomiješana sa raznim efikasnim aditivima protiv starenja, a zatim kroz koekstruzionu granulaciju sa dva vijka ekstrudera, njegove prednosti primjene leže u aditivima protiv starenja u procesu pripreme masterbatch-a prvim alatima dispergovano, tako kasno u procesu obrade materijala, sredstvo protiv starenja dobija sekundarnu disperziju, da bi se postigla svrha ravnomerne disperzije pomoćnih supstanci u matrici polimernog materijala, ne samo da bi se osigurala kvaliteta stabilnosti proizvoda, već i da se izbegne zagađenje prašinom tokom proizvodnje, čineći proizvodnju zelenijom i zaštitom životne sredine.
Vrijeme objave: 17.08.2022