Полимерни материјали се сада широко користе у висококвалитетној производњи, електронским информацијама, транспорту, уштеди енергије у зградама, ваздухопловству, националној одбрани и многим другим областима због својих одличних својстава као што су мала тежина, висока чврстоћа, отпорност на температуре и отпорност на корозију. Ово не само да пружа широк тржишни простор за нову индустрију полимерних материјала, већ и поставља веће захтеве за њихов квалитет, перформансе, ниво поузданости и гаранциону способност.
Стога, све већа пажња се посвећује томе како максимизирати функцију производа од полимерних материјала у складу са принципом уштеде енергије, нискоугљеничне емисија и еколошког развоја. А старење је важан фактор који утиче на поузданост и трајност полимерних материјала.
Затим ћемо погледати шта је старење полимерних материјала, врсте старења, факторе који узрокују старење, главне методе против старења и против старења пет општих пластика.
А. Старење пластике
Структурне карактеристике и физичко стање самих полимерних материјала и њихови спољашњи фактори као што су топлота, светлост, термални кисеоник, озон, вода, киселине, алкалије, бактерије и ензими у процесу употребе чине их подложним деградацији или губитку перформанси у процесу примене.
Ово не само да узрокује расипање ресурса, већ може чак проузроковати и веће несреће због функционалног квара, већ и разградња материјала узрокована његовим старењем може загадити животну средину.
Старење полимерних материјала током употребе вероватније ће изазвати велике катастрофе и непоправљиве губитке.
Стога је спречавање старења полимерних материјала постало проблем који полимерна индустрија мора да реши.
Б. Врсте старења полимерних материјала
Постоје различити феномени и карактеристике старења због различитих врста полимера и различитих услова употребе. Генерално, старење полимерних материјала може се категорисати у следеће четири врсте промена.
01 Промене у изгледу
Мрље, флеке, сребрне линије, пукотине, глазирање, кредање, лепљивост, савијање, „рибље очи“, набори, скупљање, загоревање, оптичка дисторзија и оптичке промене боје.
02 Промене физичких својстава
Укључујући растворљивост, бубрење, реолошка својства и промене отпорности на хладноћу, отпорности на топлоту, водопропусности, ваздухопропусности и других својстава.
03 Промене механичких својстава
Промене затезне чврстоће, чврстоће на савијање, чврстоће на смицање, ударне чврстоће, релативног издужења, релаксације напона и других својстава.
04 Промене електричних својстава
Као што су површински отпор, запремински отпор, диелектрична константа, електрична пробојна чврстоћа и друге промене.
C. Микроскопска анализа старења полимерних материјала
Полимери формирају побуђена стања молекула у присуству топлоте или светлости, а када је енергија довољно висока, молекуларни ланци се ломе и формирају слободне радикале, који могу формирати ланчане реакције унутар полимера и наставити да покрећу разградњу, а могу изазвати и умрежавање.
Ако је кисеоник или озон присутан у окружењу, такође се индукује низ оксидационих реакција, формирајући хидропероксиде (ROOH) и даље разлажући се на карбонилне групе.
Ако су у полимеру присутни резидуални метални јони катализатора, или ако се метални јони попут бакра, гвожђа, мангана и кобалта унесу током обраде или употребе, реакција оксидативне разградње полимера ће се убрзати.
Д. Главна метода за побољшање деловања против старења
Тренутно постоје четири главне методе за побољшање и унапређење перформанси против старења полимерних материјала, као што следи.
01 Физичка заштита (згушњавање, фарбање, спољашњи слој, итд.)
Старење полимерних материјала, посебно фотооксидативно старење, почиње од површине материјала или производа, што се манифестује као промена боје, кредање, пуцање, смањење сјаја итд., а затим постепено иде дубље у унутрашњост. Танки производи имају већу вероватноћу да ће раније отказати од дебелих производа, тако да се век трајања производа може продужити њиховим задебљањем.
За производе склоне старењу, на површину се може нанети или премазати слој премаза отпорног на временске услове, или се слој материјала отпорног на временске услове може спојити на спољашњи слој производа, тако да се заштитни слој може причврстити на површину производа како би се успорио процес старења.
02 Унапређење технологије обраде
Код многих материјала у процесу синтезе или припреме постоји и проблем старења. На пример, утицај топлоте током полимеризације, термичко старење и старење кисеоника током обраде итд. Сходно томе, утицај кисеоника може се успорити додавањем уређаја за деаерацију или вакуумског уређаја током полимеризације или обраде.
Међутим, ова метода може гарантовати перформансе материјала само у фабрици, а ова метода се може применити само од извора припреме материјала и не може решити проблем његовог старења током поновне обраде и употребе.
03 Структурни дизајн или модификација материјала
Многи макромолекуларни материјали имају групе за старење у молекуларној структури, тако да кроз дизајн молекуларне структуре материјала, замена група за старење групама које не старе често може имати добар ефекат.
04 Додавање адитива против старења
Тренутно, ефикасан начин и уобичајена метода за побољшање отпорности полимерних материјала на старење је додавање адитива против старења, који се широко користе због ниске цене и нема потребе за променом постојећег производног процеса. Постоје два главна начина додавања ових адитива против старења.
Адитиви против старења (прах или течност) и смола и друге сировине се директно мешају и мешају након екструзионе гранулације или бризгања итд. Ово је једноставан и лак начин додавања, који се широко користи у већини постројења за пелетирање и бризгање.
Време објаве: 26. октобар 2022.