1. Тип старения полимерных материалов
Полимерные материалы в процессе переработки, хранения и использования, вследствие комплексного действия внутренних и внешних факторов, постепенно ухудшают свои свойства, так что окончательная потеря потребительской ценности, это явление относится к старению полимерных материалов.
Это не только вызывает растрату ресурсов, но даже приводит к большим авариям из-за его функционального отказа, а разложение материалов, вызванное его старением, может также загрязнять окружающую среду.
Из-за различных разновидностей полимеров и различных условий использования существуют различные явления и характеристики старения.В целом старение полимерных материалов можно разделить на следующие четыре типа изменений:
Изменения во внешности
Имеются пятна, пятна, серебристые линии, трещины, матирование, припудривание, ворсистость, деформация, «рыбий глаз», сморщивание, усадка, выгорание, оптические искажения и изменения оптического цвета.
Изменения физических свойств
В том числе растворимость, набухание, реологические свойства и морозостойкость, теплостойкость, водопроницаемость, воздухопроницаемость и другие свойства изменяются.
Изменения механических свойств
Прочность на растяжение, прочность на изгиб, прочность на сдвиг, ударную вязкость, относительное удлинение, релаксацию напряжения и т. д.
Изменения электрических свойств
Такие как поверхностное сопротивление, объемное сопротивление, диэлектрическая проницаемость, электрическая прочность на пробой изменяются.
2. Факторы, вызывающие старение полимерных материалов.
Поскольку при переработке полимера на процесс использования будут влиять тепло, кислород, вода, свет, микроорганизмы и факторы окружающей среды, такие как химическая среда, сочетание ее химического состава и структуры может привести к ряду изменений, соответствующих плохим физическим свойствам, таким как как волосы жесткие, ломкие, липкие, обесцвечивание, потеря прочности и так далее, эти изменения и явления называются старением.
Высокий полимер под действием тепла или света будет образовывать возбужденные молекулы, когда энергия будет достаточно высокой, молекулярная цепь разорвется с образованием свободных радикалов, свободные радикалы могут образовать цепную реакцию внутри полимера, продолжая вызывать деградацию, также могут вызывать сшивка.
Если в окружающей среде присутствует кислород или озон, может быть вызвана серия реакций окисления с образованием гидроперекисей (ROOH), которые могут далее разлагаться на карбонильные группы.
Если в полимере присутствуют остаточные ионы каталитического металла или ионы металлов, таких как медь, железо, марганец и кобальт, вводятся в полимер во время обработки и использования, реакция окисления и разложения полимера будет ускоряться.
3. Методы защиты полимерных материалов от старения.
В настоящее время основными методами улучшения и усиления антивозрастных свойств полимерных материалов являются:
Старение полимерных материалов, особенно фотокислородное старение, сначала начинается с поверхности материала или изделия, проявляясь в обесцвечивании, осыпании, растрескивании, снижении блеска, а затем постепенно вглубь.
Тонкие изделия с большей вероятностью выходят из строя раньше, чем толстые, поэтому срок службы изделий можно продлить за счет утолщения изделий.
Для продуктов, легко поддающихся старению, поверхность может быть покрыта или покрыта слоем покрытия с хорошей атмосферостойкостью, или на наружном слое изделия композитный слой из материала с хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям, так что поверхность изделия прикрепляется к слою защитного слоя, чтобы задержать процесс старения.
В процессе синтеза или получения многие материалы также имеют проблему старения.Например, влияние тепла в процессе полимеризации, термическое кислородное старение в процессе обработки и так далее.Соответственно, влияние кислорода можно смягчить, добавляя устройства для деоксигенации или устройства для вакуумирования в процессе полимеризации или обработки.
Однако этот метод может гарантировать работоспособность материала только на заводе, и этот метод может быть реализован только из источника подготовки материала, не способного решить проблему его старения в процессе переработки и использования.
В молекулярной структуре многих полимерных материалов есть группы, которые очень легко стареть, поэтому благодаря дизайну молекулярной структуры материалов замена групп, которые нелегко стареть, группами, которые легко стареть, часто может дать хороший эффект.
Или введение функциональных групп или структур с антивозрастным действием в молекулярную цепь полимера методом прививки или сополимеризации, наделяя сам материал отличной антивозрастной функцией, также является методом, часто используемым исследователями, но его стоимость высока. и это не может обеспечить крупномасштабное производство и применение.
В настоящее время эффективным способом и распространенным методом повышения стойкости полимерных материалов к старению является добавление антивозрастных добавок, что широко используется из-за его низкой стоимости и отсутствия необходимости изменения существующего производственного процесса.Есть два основных способа добавления этих антивозрастных добавок:
Прямое добавление добавок: антивозрастные добавки (порошок или жидкость), а также смола и другое сырье смешиваются и перемешиваются непосредственно после экструзионной грануляции или литья под давлением и т. д. Из-за своей простоты этот способ добавления широко используется во многих насосных и заводы по литью под давлением.
Метод добавления антивозрастной маточной смеси: производители с более высокими требованиями к качеству продукции и стабильности качества чаще добавляют антивозрастную маточную смесь в процессе производства.
Антивозрастная маточная смесь представляет собой подходящую смолу в качестве носителя, смешанную с различными эффективными антивозрастными добавками, а затем посредством соэкструзионной грануляции с двухшнековым экструдером. Преимущества ее применения заключаются в антивозрастных добавках в процессе подготовки маточной смеси. диспергированный, так поздно в процессе обработки материала, антивозрастной агент получает вторичную дисперсию. Для достижения цели равномерного рассеивания вспомогательных веществ в матрице полимерного материала не только для обеспечения качества стабильности продукта, но и для предотвращения загрязнение пылью во время производства, что делает производство более экологичным и защищает окружающую среду.
Время публикации: 17 августа 2022 г.