A polimer anyagokat ma már széles körben használják a csúcskategóriás gyártásban, az elektronikus információs technológiában, a közlekedésben, az épületek energiatakarékosságában, a repülőgépiparban, a nemzetvédelemben és sok más területen kiváló tulajdonságaiknak, például könnyű súlyuknak, nagy szilárdságuknak, hőállóságuknak és korrózióállóságuknak köszönhetően. Ez nemcsak széles piaci teret biztosít az új polimer anyagipar számára, hanem magasabb követelményeket is támaszt a minőségi teljesítmény, a megbízhatóság és a garanciális képesség tekintetében.
Ezért egyre nagyobb figyelmet kap az, hogyan lehet maximalizálni a polimer anyagtermékek funkcióját az energiatakarékosság, az alacsony szén-dioxid-kibocsátás és az ökológiai fejlődés elveivel összhangban. Az öregedés pedig fontos tényező, amely befolyásolja a polimer anyagok megbízhatóságát és tartósságát.
Ezután megvizsgáljuk, hogy mi a polimer anyagok öregedése, az öregedés típusai, az öregedést okozó tényezők, az öregedésgátlás főbb módszerei és öt általános műanyag öregedésgátlása.
A. Műanyag öregedés
Maguk a polimer anyagok szerkezeti jellemzői és fizikai állapota, valamint a felhasználás során fellépő külső tényezők, mint például a hő, a fény, a termikus oxigén, az ózon, a víz, a savak, az lúgok, a baktériumok és az enzimek, teljesítményromlást vagy -veszteséget okozhatnak az alkalmazás során.
Ez nemcsak erőforrás-pazarlást okoz, és funkcionális meghibásodása miatt akár nagyobb baleseteket is okozhat, hanem az anyag öregedés miatti bomlása is szennyezheti a környezetet.
A polimer anyagok öregedése a felhasználás során nagyobb valószínűséggel okoz nagy katasztrófákat és helyrehozhatatlan veszteségeket.
Ezért a polimer anyagok öregedésgátlása olyan problémává vált, amelyet a polimeriparnak meg kell oldania.
B. A polimer anyagok öregedésének típusai
A különböző polimerfajták és a különböző felhasználási körülmények miatt eltérő öregedési jelenségek és jellemzők léteznek. Általánosságban elmondható, hogy a polimer anyagok öregedése a következő négy változástípusba sorolható.
01 Megjelenésbeli változások
Foltok, pöttyök, ezüst vonalak, repedések, mattulás, krétásodás, ragacsosodás, vetemedés, halszem, gyűrődés, zsugorodás, perzselés, optikai torzítás és optikai színváltozások.
02 Fizikai tulajdonságok változásai
Beleértve az oldhatóságot, a duzzadást, a reológiai tulajdonságokat, valamint a hidegállóság, hőállóság, vízáteresztő képesség, légáteresztő képesség és egyéb tulajdonságok változásait.
03 A mechanikai tulajdonságok változásai
A szakítószilárdság, hajlítószilárdság, nyírószilárdság, ütési szilárdság, relatív nyúlás, feszültséglazulás és egyéb tulajdonságok változásai.
04 Változások az elektromos tulajdonságokban
Ilyenek például a felületi ellenállás, a térfogati ellenállás, a dielektromos állandó, az elektromos átütési szilárdság és egyéb változások.
C. Polimer anyagok öregedésének mikroszkópos elemzése
A polimerek hő vagy fény jelenlétében gerjesztett állapotba kerülnek, és amikor az energia elég magas, a molekuláris láncok felszakadnak, szabad gyököket képezve, amelyek láncreakciókat indíthatnak el a polimeren belül, és továbbra is degradációt indíthatnak el, valamint térhálósodást is okozhatnak.
Ha oxigén vagy ózon van jelen a környezetben, oxidációs reakciók sorozata is beindul, hidroperoxidokat (ROOH) képezve, amelyek tovább bomlanak karbonilcsoportokká.
Ha a polimerben katalizátorként visszamaradt fémionok vannak jelen, vagy ha a feldolgozás vagy felhasználás során fémionok, például réz, vas, mangán és kobalt kerülnek be, a polimer oxidatív lebomlási reakciója felgyorsul.
D. Az öregedésgátló teljesítmény javításának fő módszere
Jelenleg négy fő módszer létezik a polimer anyagok öregedésgátló teljesítményének javítására és fokozására az alábbiak szerint.
01 Fizikai védelem (vastagítás, festés, külső réteg bevonata stb.)
A polimer anyagok öregedése, különösen a fotooxidatív öregedés, az anyagok vagy termékek felületén kezdődik, ami elszíneződésként, krétásodásként, repedésként, fényességcsökkenésként stb. nyilvánul meg, majd fokozatosan mélyül a belső felület felé. A vékony termékek nagyobb valószínűséggel meghibásodnak korábban, mint a vastagok, ezért a termékek élettartama a termékek sűrítésével meghosszabbítható.
Az öregedésre hajlamos termékek esetében időjárásálló bevonat rétege vihető fel vagy vonható be a felületen, vagy időjárásálló anyag rétege vihető fel a termékek külső rétegére, így egy védőréteg rögzíthető a termékek felületére az öregedési folyamat lassítása érdekében.
02 Feldolgozási technológia fejlesztése
Sok anyag szintézise vagy előállítása során felmerül az öregedés problémája. Ilyen például a hő hatása a polimerizáció során, a termikus és oxigénes öregedés a feldolgozás során stb. Ennek megfelelően az oxigén hatása lassítható légtelenítő vagy vákuumberendezés hozzáadásával a polimerizáció vagy a feldolgozás során.
Ez a módszer azonban csak a gyárban garantálja az anyag teljesítményét, és ez a módszer csak az anyag előkészítésének forrásából valósítható meg, és nem oldja meg az újrafeldolgozás és felhasználás során fellépő öregedési problémát.
03 Szerkezeti tervezés vagy anyagok módosítása
Sok makromolekulás anyag tartalmaz öregedési csoportokat a molekulaszerkezetben, így az anyag molekulaszerkezetének tervezésén keresztül az öregedési csoportok nem öregedő csoportokkal való helyettesítése gyakran jó hatást gyakorolhat.
04 Öregedésgátló adalékanyagok hozzáadása
Jelenleg a polimer anyagok öregedésállóságának javítására a leghatékonyabb és legelterjedtebb módszer az öregedésgátló adalékok hozzáadása, amelyeket széles körben használnak az alacsony költségük és a meglévő gyártási folyamat megváltoztatásának hiánya miatt. Ezen öregedésgátló adalékok hozzáadásának két fő módja van.
Az öregedésgátló adalékanyagokat (por vagy folyadék), a gyantát és más nyersanyagokat közvetlenül összekeverik és összekeverik extrudálás, granulálás vagy fröccsöntés stb. után. Ez egy egyszerű és könnyű adagolási mód, amelyet a legtöbb pelletáló és fröccsöntő üzem széles körben alkalmaz.
Közzététel ideje: 2022. október 26.