પોલિમર મટિરિયલ્સનો ઉપયોગ હવે ઉચ્ચ કક્ષાના ઉત્પાદન, ઇલેક્ટ્રોનિક માહિતી, પરિવહન, મકાન ઊર્જા બચત, એરોસ્પેસ, રાષ્ટ્રીય સંરક્ષણ અને અન્ય ઘણા ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે થાય છે કારણ કે તેમના ઉત્કૃષ્ટ ગુણધર્મો જેમ કે હલકું વજન, ઉચ્ચ શક્તિ, તાપમાન પ્રતિકાર અને કાટ પ્રતિકાર છે. આ નવા પોલિમર મટિરિયલ ઉદ્યોગ માટે માત્ર એક વ્યાપક બજાર સ્થાન પૂરું પાડે છે, પરંતુ તેના ગુણવત્તા પ્રદર્શન, વિશ્વસનીયતા સ્તર અને ગેરંટી ક્ષમતા માટે ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ પણ આગળ ધપાવે છે.
તેથી, ઊર્જા બચત, ઓછા કાર્બન અને ઇકોલોજીકલ વિકાસના સિદ્ધાંત અનુસાર પોલિમર મટિરિયલ ઉત્પાદનોના કાર્યને મહત્તમ કેવી રીતે બનાવવું તે વધુને વધુ ધ્યાન ખેંચી રહ્યું છે. અને વૃદ્ધત્વ એ એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે જે પોલિમર મટિરિયલ્સની વિશ્વસનીયતા અને ટકાઉપણુંને અસર કરે છે.
આગળ, આપણે પોલિમર મટિરિયલ્સનું વૃદ્ધત્વ શું છે, વૃદ્ધત્વના પ્રકારો, વૃદ્ધત્વનું કારણ બનેલા પરિબળો, વૃદ્ધત્વ વિરોધી મુખ્ય પદ્ધતિઓ અને પાંચ સામાન્ય પ્લાસ્ટિકના વૃદ્ધત્વ વિરોધી પગલાં જોઈશું.
A. પ્લાસ્ટિક એજિંગ
પોલિમર સામગ્રીની માળખાકીય લાક્ષણિકતાઓ અને ભૌતિક સ્થિતિ અને તેમના બાહ્ય પરિબળો જેમ કે ગરમી, પ્રકાશ, થર્મલ ઓક્સિજન, ઓઝોન, પાણી, એસિડ, આલ્કલી, બેક્ટેરિયા અને ઉત્સેચકો ઉપયોગની પ્રક્રિયામાં તેમને કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો અથવા નુકસાનને પાત્ર બનાવે છે.
આનાથી માત્ર સંસાધનોનો બગાડ થતો નથી, અને તેની કાર્યાત્મક નિષ્ફળતાને કારણે મોટા અકસ્માતો પણ થઈ શકે છે, પરંતુ તેના વૃદ્ધત્વને કારણે સામગ્રીનું વિઘટન પણ પર્યાવરણને પ્રદૂષિત કરી શકે છે.
ઉપયોગની પ્રક્રિયામાં પોલિમર મટિરિયલ્સનું વૃદ્ધત્વ થવાથી મોટી આફતો અને ભરપાઈ ન થઈ શકે તેવું નુકસાન થવાની શક્યતા વધુ હોય છે.
તેથી, પોલિમર મટિરિયલ્સનું વૃદ્ધત્વ વિરોધી કાર્ય એક સમસ્યા બની ગઈ છે જેનો ઉકેલ પોલિમર ઉદ્યોગે લાવવો પડશે.
B. પોલિમર મટિરિયલ એજિંગના પ્રકારો
વિવિધ પોલિમર પ્રજાતિઓ અને વિવિધ ઉપયોગની પરિસ્થિતિઓને કારણે વૃદ્ધત્વની વિવિધ ઘટનાઓ અને લાક્ષણિકતાઓ છે. સામાન્ય રીતે, પોલિમર સામગ્રીના વૃદ્ધત્વને નીચેના ચાર પ્રકારના ફેરફારોમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.
01 દેખાવમાં ફેરફાર
ડાઘ, ફોલ્લીઓ, ચાંદીની રેખાઓ, તિરાડો, હિમવર્ષા, ચાકિંગ, ચીકણુંપણું, વાંકું પડવું, માછલીની આંખો, કરચલીઓ, સંકોચન, સળગવું, ઓપ્ટિકલ વિકૃતિ અને ઓપ્ટિકલ રંગમાં ફેરફાર.
02 ભૌતિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર
દ્રાવ્યતા, સોજો, રિઓલોજિકલ ગુણધર્મો અને ઠંડા પ્રતિકાર, ગરમી પ્રતિકાર, પાણીની અભેદ્યતા, હવા અભેદ્યતા અને અન્ય ગુણધર્મોમાં ફેરફારનો સમાવેશ થાય છે.
03 યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર
તાણ શક્તિ, બેન્ડિંગ શક્તિ, શીયર શક્તિ, અસર શક્તિ, સંબંધિત વિસ્તરણ, તાણ રાહત અને અન્ય ગુણધર્મોમાં ફેરફાર.
04 વિદ્યુત ગુણધર્મોમાં ફેરફાર
જેમ કે સપાટી પ્રતિકાર, વોલ્યુમ પ્રતિકાર, ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક, ઇલેક્ટ્રિક ભંગાણ શક્તિ અને અન્ય ફેરફારો.
C. પોલિમર સામગ્રીના વૃદ્ધત્વનું સૂક્ષ્મ વિશ્લેષણ
ગરમી અથવા પ્રકાશની હાજરીમાં પોલિમર અણુઓની ઉત્તેજિત સ્થિતિઓ બનાવે છે, અને જ્યારે ઊર્જા પૂરતી ઊંચી હોય છે, ત્યારે પરમાણુ સાંકળો તૂટીને મુક્ત રેડિકલ બનાવે છે, જે પોલિમરની અંદર સાંકળ પ્રતિક્રિયાઓ બનાવી શકે છે અને અધોગતિ શરૂ કરવાનું ચાલુ રાખી શકે છે અને ક્રોસ-લિંકિંગનું કારણ પણ બની શકે છે.
જો પર્યાવરણમાં ઓક્સિજન અથવા ઓઝોન હાજર હોય, તો ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી પણ પ્રેરિત થાય છે, જે હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડ્સ (ROOH) બનાવે છે અને વધુ કાર્બોનિલ જૂથોમાં વિઘટિત થાય છે.
જો પોલિમરમાં શેષ ઉત્પ્રેરક ધાતુ આયનો હાજર હોય, અથવા જો કોપર, આયર્ન, મેંગેનીઝ અને કોબાલ્ટ જેવા ધાતુ આયનો પ્રક્રિયા અથવા ઉપયોગ દરમિયાન લાવવામાં આવે, તો પોલિમરની ઓક્સિડેટીવ ડિગ્રેડેશન પ્રતિક્રિયા ઝડપી બનશે.
D. વૃદ્ધત્વ વિરોધી કામગીરી સુધારવા માટેની મુખ્ય પદ્ધતિ
હાલમાં, પોલિમર સામગ્રીના વૃદ્ધત્વ વિરોધી પ્રદર્શનને સુધારવા અને વધારવા માટે નીચે મુજબ ચાર મુખ્ય પદ્ધતિઓ છે.
01 ભૌતિક રક્ષણ (જાડું થવું, રંગકામ, બાહ્ય સ્તરનું સંયોજન, વગેરે)
પોલિમર મટિરિયલ્સનું વૃદ્ધત્વ, ખાસ કરીને ફોટો-ઓક્સિડેટીવ એજિંગ, સામગ્રી અથવા ઉત્પાદનોની સપાટીથી શરૂ થાય છે, જે વિકૃતિકરણ, ચાકિંગ, ક્રેકીંગ, ગ્લોસ ઘટાડો, વગેરે તરીકે પ્રગટ થાય છે, અને પછી ધીમે ધીમે અંદરના ભાગમાં ઊંડા જાય છે. જાડા ઉત્પાદનો કરતાં પાતળા ઉત્પાદનો વહેલા નિષ્ફળ જવાની શક્યતા વધુ હોય છે, તેથી ઉત્પાદનોને જાડા કરીને તેમની સેવા જીવન વધારી શકાય છે.
વૃદ્ધત્વની સંભાવના ધરાવતા ઉત્પાદનો માટે, હવામાન-પ્રતિરોધક કોટિંગનો એક સ્તર સપાટી પર લગાવી શકાય છે અથવા કોટ કરી શકાય છે, અથવા ઉત્પાદનોના બાહ્ય સ્તર પર હવામાન-પ્રતિરોધક સામગ્રીનો એક સ્તર સંયોજન કરી શકાય છે, જેથી વૃદ્ધત્વ પ્રક્રિયા ધીમી કરવા માટે ઉત્પાદનોની સપાટી સાથે એક રક્ષણાત્મક સ્તર જોડી શકાય.
02 પ્રોસેસિંગ ટેકનોલોજીમાં સુધારો
સંશ્લેષણ અથવા તૈયારી પ્રક્રિયામાં ઘણી સામગ્રીમાં વૃદ્ધત્વની સમસ્યા પણ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, પોલિમરાઇઝેશન દરમિયાન ગરમીનો પ્રભાવ, પ્રક્રિયા દરમિયાન થર્મલ અને ઓક્સિજન વૃદ્ધત્વ, વગેરે. પછી તે મુજબ, પોલિમરાઇઝેશન અથવા પ્રક્રિયા દરમિયાન ડીએરેટિંગ ડિવાઇસ અથવા વેક્યુમ ડિવાઇસ ઉમેરીને ઓક્સિજનના પ્રભાવને ધીમો કરી શકાય છે.
જો કે, આ પદ્ધતિ ફક્ત ફેક્ટરીમાં સામગ્રીના પ્રદર્શનની ખાતરી આપી શકે છે, અને આ પદ્ધતિ ફક્ત સામગ્રીની તૈયારીના સ્ત્રોતથી જ અમલમાં મૂકી શકાય છે, અને પુનઃપ્રક્રિયા અને ઉપયોગ દરમિયાન તેની વૃદ્ધત્વ સમસ્યાને હલ કરી શકતી નથી.
03 માળખાકીય ડિઝાઇન અથવા સામગ્રીમાં ફેરફાર
ઘણા મેક્રોમોલેક્યુલ પદાર્થોમાં પરમાણુ બંધારણમાં વૃદ્ધત્વ જૂથો હોય છે, તેથી સામગ્રીના પરમાણુ બંધારણની રચના દ્વારા, વૃદ્ધત્વ જૂથોને બિન-વૃદ્ધત્વ જૂથો સાથે બદલવાથી ઘણીવાર સારી અસર થઈ શકે છે.
04 વૃદ્ધત્વ વિરોધી ઉમેરણો ઉમેરવા
હાલમાં, પોલિમર મટિરિયલ્સના વૃદ્ધત્વ પ્રતિકારને સુધારવા માટે અસરકારક રીત અને સામાન્ય પદ્ધતિ એ એન્ટિ-એજિંગ એડિટિવ્સ ઉમેરવાનો છે, જેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ ઓછી કિંમત અને હાલની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં ફેરફાર કરવાની જરૂર ન હોવાને કારણે થાય છે. આ એન્ટિ-એજિંગ એડિટિવ્સ ઉમેરવાની બે મુખ્ય રીતો છે.
વૃદ્ધત્વ વિરોધી ઉમેરણો (પાવડર અથવા પ્રવાહી) અને રેઝિન અને અન્ય કાચો માલ એક્સટ્રુઝન ગ્રાન્યુલેશન અથવા ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ વગેરે પછી સીધા મિશ્રિત અને મિશ્રિત થાય છે. આ ઉમેરવાનો એક સરળ અને સરળ રસ્તો છે, જેનો મોટાભાગના પેલેટાઇઝિંગ અને ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ પ્લાન્ટ્સ દ્વારા વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.
પોસ્ટ સમય: ઓક્ટોબર-૨૬-૨૦૨૨