Պոլիմերային նյութերը այժմ լայնորեն կիրառվում են բարձրակարգ արտադրության, էլեկտրոնային տեղեկատվության, տրանսպորտի, շենքերի էներգախնայողության, ավիատիեզերական արդյունաբերության, ազգային պաշտպանության և շատ այլ ոլորտներում՝ իրենց գերազանց հատկությունների շնորհիվ, ինչպիսիք են թեթև քաշը, բարձր ամրությունը, ջերմաստիճանի դիմադրությունը և կոռոզիայի դիմադրությունը: Սա ոչ միայն լայն շուկա է ապահովում նոր պոլիմերային նյութերի արդյունաբերության համար, այլև ավելի բարձր պահանջներ է առաջադրում դրանց որակի, հուսալիության մակարդակի և երաշխիքային կարողության համար:
Հետևաբար, ավելի ու ավելի մեծ ուշադրություն է գրավում պոլիմերային նյութերի արտադրանքի գործառույթը առավելագույնի հասցնելու եղանակը՝ համաձայն էներգախնայողության, ցածր ածխածնային և էկոլոգիական զարգացման սկզբունքների։ Եվ ծերացումը կարևոր գործոն է, որը ազդում է պոլիմերային նյութերի հուսալիության և դիմացկունության վրա։
Հաջորդը, մենք կանդրադառնանք պոլիմերային նյութերի ծերացմանը, ծերացման տեսակներին, ծերացմանը նպաստող գործոններին, ծերացման դեմ պայքարի հիմնական մեթոդներին և հինգ ընդհանուր պլաստմասսաների ծերացման դեմ պայքարին։
Ա. Պլաստիկ ծերացում
Պոլիմերային նյութերի կառուցվածքային բնութագրերը և ֆիզիկական վիճակը, ինչպես նաև դրանց արտաքին գործոնները, ինչպիսիք են ջերմությունը, լույսը, ջերմային թթվածինը, օզոնը, ջուրը, թթուն, ալկալին, մանրէները և ֆերմենտները, օգտագործման ընթացքում դրանք ենթակա են աշխատանքային արդյունավետության վատթարացման կամ կորստի կիրառման ընթացքում։
Սա ոչ միայն հանգեցնում է ռեսուրսների վատնման և կարող է նույնիսկ ավելի մեծ վթարների պատճառ դառնալ՝ ֆունկցիոնալ խափանման պատճառով, այլև նյութի ծերացման հետևանքով առաջացած քայքայումը կարող է աղտոտել շրջակա միջավայրը։
Պոլիմերային նյութերի օգտագործման ընթացքում ծերացումը ավելի հավանական է, որ մեծ աղետների և անդառնալի կորուստների պատճառ դառնա։
Հետևաբար, պոլիմերային նյութերի ծերացման դեմ պայքարը դարձել է խնդիր, որը պետք է լուծի պոլիմերային արդյունաբերությունը։
Բ. Պոլիմերային նյութերի ծերացման տեսակները
Պոլիմերների տարբեր տեսակների և օգտագործման տարբեր պայմանների պատճառով կան տարբեր ծերացման երևույթներ և բնութագրեր: Ընդհանուր առմամբ, պոլիմերային նյութերի ծերացումը կարելի է դասակարգել հետևյալ չորս տեսակի փոփոխությունների:
01 Արտաքին տեսքի փոփոխություններ
Բծեր, բծեր, արծաթափայլ գծեր, ճաքեր, փայլ, կավճացում, կպչունություն, ծռվածություն, ձկան աչք, կնճռոտում, կծկում, այրվածք, օպտիկական աղավաղում և օպտիկական գույնի փոփոխություններ։
02 Ֆիզիկական հատկությունների փոփոխություններ
Ներառյալ լուծելիությունը, այտուցվածությունը, ռեոլոգիական հատկությունները և ցրտադիմացկունության, ջերմադիմացկունության, ջրաթափանցելիության, օդաթափանցելիության և այլ հատկությունների փոփոխությունները։
03 Մեխանիկական հատկությունների փոփոխություններ
Ձգման ամրության, ծռման ամրության, կտրման ամրության, հարվածային ամրության, հարաբերական երկարացման, լարվածության թուլացման և այլ հատկությունների փոփոխությունները։
04 Էլեկտրական հատկությունների փոփոխություններ
Օրինակ՝ մակերևութային դիմադրություն, ծավալային դիմադրություն, դիէլեկտրիկ հաստատուն, էլեկտրական քայքայման ուժ և այլ փոփոխություններ։
Գ. Պոլիմերային նյութերի ծերացման մանրադիտակային վերլուծություն
Պոլիմերները մոլեկուլների գրգռված վիճակներ են ձևավորում ջերմության կամ լույսի առկայության դեպքում, և երբ էներգիան բավականաչափ բարձր է, մոլեկուլային շղթաները կոտրվում են՝ առաջացնելով ազատ ռադիկալներ, որոնք կարող են պոլիմերի ներսում շղթայական ռեակցիաներ առաջացնել և շարունակել քայքայումը, ինչպես նաև կարող են խաչաձև կապեր առաջացնել։
Եթե միջավայրում առկա է թթվածին կամ օզոն, ապա առաջանում են նաև օքսիդացման մի շարք ռեակցիաներ, որոնք առաջացնում են հիդրոպերօքսիդներ (ROOH) և հետագայում քայքայվում են կարբոնիլային խմբերի։
Եթե պոլիմերում առկա են մնացորդային կատալիզատորային մետաղական իոններ, կամ եթե մշակման կամ օգտագործման ընթացքում ներմուծվում են մետաղական իոններ, ինչպիսիք են պղինձը, երկաթը, մանգանը և կոբալտը, պոլիմերի օքսիդատիվ քայքայման ռեակցիան կարագանա։
Դ. Հակատարիքային ազդեցությունը բարելավելու հիմնական մեթոդը
Ներկայումս պոլիմերային նյութերի ծերացման դեմ պայքարի արդյունավետությունը բարելավելու և բարելավելու չորս հիմնական մեթոդ կա՝ հետևյալ կերպ.
01 Ֆիզիկական պաշտպանություն (խտացում, ներկում, արտաքին շերտի միացություն և այլն)
Պոլիմերային նյութերի ծերացումը, մասնավորապես լուսաօքսիդատիվ ծերացումը, սկսվում է նյութերի կամ արտադրանքի մակերեսից, որը դրսևորվում է գունաթափմամբ, կավճացման, ճաքերի առաջացմամբ, փայլի նվազմամբ և այլն, ապա աստիճանաբար ավելի խորը շարժվում է դեպի ներքին մակերեսը: Բարակ արտադրանքն ավելի հավանական է, որ ավելի շուտ փչանա, քան հաստ արտադրանքը, ուստի արտադրանքի ծառայության ժամկետը կարելի է երկարացնել՝ այն խտացնելով:
Ծերացման հակված արտադրանքի համար մակերեսին կարելի է քսել կամ պատել եղանակակայուն ծածկույթի շերտ, կամ արտադրանքի արտաքին շերտին կարելի է միացնել եղանակակայուն նյութի շերտ, որպեսզի արտադրանքի մակերեսին կարողանա ամրացվել պաշտպանիչ շերտ՝ ծերացման գործընթացը դանդաղեցնելու համար։
02 Մշակման տեխնոլոգիայի կատարելագործում
Սինթեզի կամ պատրաստման գործընթացում շատ նյութերի դեպքում կա նաև ծերացման խնդիր։ Օրինակ՝ ջերմության ազդեցությունը պոլիմերացման ընթացքում, ջերմային և թթվածնային ծերացումը մշակման ընթացքում և այլն։ Հետևաբար, համապատասխանաբար, թթվածնի ազդեցությունը կարելի է դանդաղեցնել՝ պոլիմերացման կամ մշակման ընթացքում ավելացնելով օդազրկող սարք կամ վակուումային սարք։
Սակայն այս մեթոդը կարող է երաշխավորել նյութի արդյունավետությունը միայն գործարանում, և այս մեթոդը կարող է իրականացվել միայն նյութի պատրաստման աղբյուրից և չի կարող լուծել դրա ծերացման խնդիրը վերամշակման և օգտագործման ընթացքում։
03 Կառուցվածքային նախագծում կամ նյութերի փոփոխություն
Շատ մակրոմոլեկուլային նյութեր ունեն ծերացող խմբեր մոլեկուլային կառուցվածքում, ուստի նյութի մոլեկուլային կառուցվածքի նախագծման միջոցով ծերացող խմբերը չծերացող խմբերով փոխարինելը հաճախ կարող է լավ ազդեցություն ունենալ։
04 Հակատարիքային հավելումների ավելացում
Ներկայումս պոլիմերային նյութերի ծերացման դիմադրությունը բարելավելու արդյունավետ միջոցը և տարածված մեթոդը ծերացման դեմ հավելանյութերի ավելացումն է, որոնք լայնորեն կիրառվում են ցածր գնի և առկա արտադրական գործընթացը փոխելու անհրաժեշտության բացակայության պատճառով: Այս ծերացման դեմ հավելանյութերը ավելացնելու երկու հիմնական եղանակ կա:
Հակատարիքային հավելումները (փոշի կամ հեղուկ), խեժը և այլ հումքները անմիջապես խառնվում են էքստրուզիոն, գրանուլյացիայից կամ ներարկման ձուլումից և այլն հետո: Սա ավելացման պարզ և հեշտ եղանակ է, որը լայնորեն կիրառվում է գրանուլացման և ներարկման ձուլման գործարանների մեծ մասի կողմից:
Հրապարակման ժամանակը. Հոկտեմբերի 26, 2022