1. Vrsta starenja polimernih materijala
Polimernim materijalima u procesu prerade, skladištenja i uporabe, uslijed sveobuhvatnog djelovanja unutarnjih i vanjskih čimbenika, njegova svojstva postupno propadaju, tako da konačni gubitak uporabne vrijednosti, ova pojava pripada starenju polimernih materijala.
To ne samo da uzrokuje rasipanje resursa, već čak dovodi do većih nesreća zbog njegovog funkcionalnog kvara, a razgradnja materijala uzrokovana njegovim starenjem također može zagaditi okoliš.
Zbog različitih vrsta polimera i različitih uvjeta uporabe, postoje različiti fenomeni 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, puder, dlakavost, iskrivljenje, riblje oko, bore, skupljanje, spaljivanje, optička izobličenja i promjene optičke boje.
Promjene fizičkih svojstava
Uključujući topljivost, bubrenje, reološka svojstva i otpornost na hladnoću, otpornost na toplinu, vodopropusnost, propusnost zraka i druga svojstva promjene.
Promjene mehaničkih svojstava
Vlačna čvrstoća, čvrstoća na savijanje, čvrstoća na smicanje, čvrstoća na udar, relativno istezanje, popuštanje naprezanja itd.
Promjene električnih svojstava
Kao što su površinski otpor, volumenski otpor, dielektrična konstanta, promjene električne probojne snage.
2. Čimbenici koji uzrokuju starenje polimernih materijala
Budući da će u preradi polimera, na proces upotrebe utjecati toplina, kisik, voda, svjetlost, mikroorganizmi i čimbenici okoliša kao što je kemijski medij, kombinacija njegovog kemijskog sastava i strukture može proizvesti niz promjena, odgovarajuća loša fizikalna svojstva, kao što su jer je kosa tvrda, lomljiva, ljepljiva, promjena boje, gubitak snage i tako dalje, te se promjene i pojava nazivaju starenjem.
Visoki polimer pod djelovanjem topline ili svjetlosti formirat će 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 uzrokovati degradaciju, također mogu uzrokovati unakrsno povezivanje.
Ako su u okolišu prisutni kisik ili ozon, može se inducirati niz oksidacijskih reakcija kako bi se stvorili hidroperoksidi (ROOH), koji se dalje mogu razgraditi na karbonilne skupine.
Ako u polimeru ima zaostalih metalnih iona katalizatora ili se metalni ioni kao što su bakar, željezo, mangan i kobalt uvode u polimer tijekom obrade i upotrebe, reakcija oksidacijske degradacije polimera će se ubrzati.
3. Metode sprječavanja starenja polimernih materijala
Trenutačno su glavne metode za poboljšanje i poboljšanje svojstava polimernih materijala protiv starenja sljedeće:
Starenje polimernih materijala, posebice fotokisično starenje, najprije počinje s površine materijala ili proizvoda, manifestira se kao diskoloracija, praškastost, pucanje, opadanje sjaja, a zatim postupno prema unutrašnjosti.
Veća je vjerojatnost da će tanki proizvodi prije pokvariti 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 otpornog na vremenske uvjete, ili u vanjskom sloju proizvoda kompozitni sloj materijala otpornog na vremenske uvjete, tako da je površina proizvoda pričvršćena na sloj zaštitnog sloja, kako bi se odgodio proces starenja.
U procesu sinteze ili pripreme, mnogi materijali također imaju problem starenja.Na primjer, učinak topline u procesu polimerizacije, toplinsko starenje kisikom u procesu obrade i tako dalje.Sukladno tome, učinak kisika može se ublažiti dodavanjem uređaja za deoksigenaciju ili uređaja za vakuumiranje u procesu polimerizacije ili obrade.
Međutim, ova metoda može jamčiti učinkovitost materijala samo u tvornici, a ova se metoda može implementirati samo od izvora pripreme materijala, nesposobnog da riješi problem starenja u procesu ponovne obrade i upotrebe.
U molekularnoj strukturi mnogih polimernih materijala postoje skupine koje se vrlo lako stare, tako da kroz dizajn molekularne strukture materijala, zamjena skupina koje nije lako stareti skupinama koje se lako stare često može imati dobar učinak.
Ili uvođenje funkcionalnih skupina ili struktura s učinkom protiv starenja na polimerni molekularni lanac metodom cijepljenja ili kopolimerizacije, čime se samom materijalu daje izvrsna funkcija protiv starenja, također je metoda koju istraživači često koriste, ali je cijena visoka, i ne može postići veliku proizvodnju i primjenu.
Trenutačno je učinkovit način i uobičajena metoda za poboljšanje otpornosti polimernih materijala na starenje dodavanje aditiva protiv starenja, što se naširoko koristi zbog niske cijene i nema potrebe mijenjati postojeći proizvodni proces.Postoje dva glavna načina za dodavanje ovih aditiva protiv starenja:
Izravno dodavanje aditiva: aditivi protiv starenja (u prahu ili tekućini) i smole i druge sirovine izravno se miješaju i miješaju nakon ekstruzijske granulacije ili injekcijskog prešanja, itd. Zbog svoje jednostavnosti, ovaj način dodavanja široko se koristi u mnogim crpnim i tvornice za injekcijsko prešanje.
Metoda dodavanja masterbatch protiv starenja: Kod proizvođača s višim zahtjevima za kvalitetu proizvoda i stabilnost kvalitete, češće je u proizvodnji dodavati masterbatch protiv starenja.
Masterbatch protiv starenja je prikladna smola kao nosač, pomiješana s nizom učinkovitih aditiva protiv starenja, zatim kroz koekstruzijsko granuliranje ekstrudera s dva vijka, njegove prednosti primjene leže u aditivima protiv starenja u procesu pripreme prvih implementacija masterbatch-a. raspršeno, tako kasno u procesu obrade materijala, sredstvo protiv starenja dobiva sekundarnu disperziju, kako bi se postigla svrha ravnomjerne disperzije pomoćnih tvari u matrici polimernog materijala, ne samo kako bi se osigurala kvaliteta stabilnosti proizvoda, već i kako bi se izbjeglo zagađenje prašinom tijekom proizvodnje, čineći proizvodnju zelenijom i zaštitu okoliša.
Vrijeme objave: 17. kolovoza 2022