Polimer malzemeler, hafiflik, yüksek mukavemet, sıcaklık direnci ve korozyon direnci gibi mükemmel özellikleri sayesinde günümüzde yüksek kaliteli üretim, elektronik bilgi, ulaşım, bina enerji tasarrufu, havacılık ve uzay, ulusal savunma ve diğer birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu durum, yeni polimer malzeme endüstrisi için geniş bir pazar alanı sağlamanın yanı sıra, kalite performansı, güvenilirlik seviyesi ve garanti kapasitesi açısından da daha yüksek talepler ortaya koymaktadır.
Bu nedenle, enerji tasarrufu, düşük karbon ve ekolojik kalkınma ilkeleri doğrultusunda polimer malzeme ürünlerinin işlevselliğini en üst düzeye çıkarmak giderek daha fazla ilgi görmektedir. Yaşlanma, polimer malzemelerin güvenilirliğini ve dayanıklılığını etkileyen önemli bir faktördür.
Daha sonra polimer malzemelerin yaşlanması nedir, yaşlanma türleri, yaşlanmaya neden olan faktörler, başlıca yaşlanma karşıtı yöntemler ve beş genel plastiğin yaşlanma karşıtı etkilerine bakacağız.
A. Plastik yaşlanma
Polimer malzemelerin yapısal özellikleri ve fiziksel durumları ile kullanım sürecinde maruz kaldıkları ısı, ışık, termal oksijen, ozon, su, asit, alkali, bakteri ve enzimler gibi dış etkenler, uygulama sürecinde performanslarının düşmesine veya kaybolmasına neden olmaktadır.
Bu durum hem kaynak israfına yol açıyor, hem de fonksiyonel olarak bozulması nedeniyle daha büyük kazalara sebep olabiliyor, ayrıca malzemenin yaşlanmasıyla oluşan ayrışma da çevreyi kirletebiliyor.
Polimer malzemelerin kullanım sürecinde eskimesi büyük felaketlere ve telafisi mümkün olmayan kayıplara yol açma olasılığı daha yüksektir.
Dolayısıyla polimer malzemelerin yaşlanmaya karşı dayanıklılığı, polimer endüstrisinin çözmesi gereken bir sorun haline gelmiştir.
B. Polimer malzeme yaşlanma türleri
Farklı polimer türleri ve farklı kullanım koşulları nedeniyle farklı yaşlanma olguları ve özellikleri mevcuttur. Genel olarak, polimer malzemelerin yaşlanması aşağıdaki dört tür değişime ayrılabilir.
01 Görünümdeki değişiklikler
Lekeler, noktalar, gümüş çizgiler, çatlaklar, buzlanma, tebeşirlenme, yapışkanlık, eğilme, balık gözü, kırışma, büzülme, yanma, optik bozulma ve optik renk değişimleri.
02 Fiziksel özelliklerde meydana gelen değişiklikler
Çözünürlük, şişme, reolojik özellikler ve soğuk direnci, ısı direnci, su geçirgenliği, hava geçirgenliği ve diğer özelliklerdeki değişimler dahil.
03 Mekanik özelliklerde değişiklikler
Çekme dayanımı, eğilme dayanımı, kesme dayanımı, darbe dayanımı, bağıl uzama, gerilim gevşemesi ve diğer özelliklerdeki değişimler.
04 Elektriksel özelliklerde değişiklikler
Yüzey direnci, hacim direnci, dielektrik sabiti, elektriksel bozulma dayanımı gibi değişimler.
C. Polimer malzemelerin yaşlanmasının mikroskobik analizi
Polimerler, ısı veya ışık varlığında moleküllerin uyarılmış durumlarını oluştururlar ve enerji yeterince yüksek olduğunda, moleküler zincirler serbest radikaller oluşturmak üzere kırılırlar, bu da polimer içinde zincir reaksiyonları oluşturabilir ve bozunmayı başlatmaya devam edebilir ve ayrıca çapraz bağlanmaya neden olabilir.
Ortamda oksijen veya ozon varsa, bir dizi oksidasyon reaksiyonu da indüklenerek hidroperoksitler (ROOH) oluşur ve daha sonra karbonil gruplarına ayrışır.
Polimerde artık katalizör metal iyonları varsa veya işleme veya kullanım sırasında bakır, demir, manganez ve kobalt gibi metal iyonları getirilirse, polimerin oksidatif bozunma reaksiyonu hızlanacaktır.
D. Yaşlanma karşıtı performansı artırmanın ana yöntemi
Günümüzde polimer malzemelerin yaşlanma karşıtı performansını iyileştirmek ve artırmak için dört ana yöntem bulunmaktadır:
01 Fiziksel koruma (kalınlaştırma, boyama, dış katman bileşiği vb.)
Polimer malzemelerin, özellikle foto-oksidatif yaşlanmanın yaşlanması, malzeme veya ürünlerin yüzeyinden başlayarak renk bozulması, tebeşirlenme, çatlama, parlaklık azalması vb. şeklinde kendini gösterir ve ardından yavaş yavaş iç kısımlara doğru ilerler. İnce ürünlerin, kalın ürünlere göre daha erken bozulma olasılığı daha yüksektir, bu nedenle ürünlerin kullanım ömrü, ürünler kalınlaştırılarak uzatılabilir.
Yaşlanmaya yatkın ürünlerde, ürünün yüzeyine hava koşullarına dayanıklı bir kaplama tabakası uygulanabilir veya kaplanabilir ya da ürünün dış katmanına hava koşullarına dayanıklı bir malzeme tabakası eklenerek, ürünün yüzeyine koruyucu bir tabaka yapıştırılarak yaşlanma süreci yavaşlatılabilir.
02 İşleme teknolojisinin iyileştirilmesi
Sentez veya hazırlama sürecinde birçok malzemede yaşlanma sorunu da vardır. Örneğin, polimerizasyon sırasında ısının etkisi, işleme sırasında termal ve oksijen yaşlanması vb. Buna bağlı olarak, polimerizasyon veya işleme sırasında hava alma cihazı veya vakum cihazı eklenerek oksijenin etkisi yavaşlatılabilir.
Ancak bu yöntem, malzemenin sadece fabrikadaki performansını garanti altına alabilir ve bu yöntem sadece malzeme hazırlama kaynağından uygulanabilir, yeniden işleme ve kullanım sırasında yaşlanma sorununu çözemez.
03 Malzemelerin yapısal tasarımı veya modifikasyonu
Birçok makromolekül malzemenin moleküler yapısında yaşlanma grupları bulunur, bu nedenle malzemenin moleküler yapısının tasarımında yaşlanma gruplarının yaşlanmayan gruplarla değiştirilmesi çoğu zaman iyi bir etki yaratabilir.
04 Yaşlanma karşıtı katkı maddelerinin eklenmesi
Günümüzde, polimer malzemelerin yaşlanma direncini artırmanın etkili yolu ve yaygın yöntemi, düşük maliyeti ve mevcut üretim sürecinde değişiklik gerektirmemesi nedeniyle yaygın olarak kullanılan yaşlanma önleyici katkı maddeleri eklemektir. Bu yaşlanma önleyici katkı maddelerini eklemenin iki ana yolu vardır.
Yaşlanmayı önleyici katkı maddeleri (toz veya sıvı) ve reçine ve diğer hammaddeler ekstrüzyon granülasyon veya enjeksiyon kalıplama vb. sonrasında doğrudan karıştırılıp karıştırılır. Bu, peletleme ve enjeksiyon kalıplama tesislerinin çoğunda yaygın olarak kullanılan basit ve kolay bir ekleme yoludur.
Gönderim zamanı: 26 Ekim 2022