1. Вид старіння полімерних матеріалів
У полімерних матеріалів у процесі переробки, зберігання та використання внаслідок комплексної дії внутрішніх і зовнішніх факторів його властивості поступово погіршуються, так що остаточна втрата споживчої вартості, це явище відноситься до старіння полімерних матеріалів.
Це не тільки спричиняє марну витрату ресурсів, але навіть призводить до більшої кількості аварій через його функціональну несправність, а розкладання матеріалів, викликане його старінням, також може забруднювати навколишнє середовище.
Через різні сорти полімерів і різні умови використання існують різні явища та характеристики старіння.Загалом, старіння полімерних матеріалів можна класифікувати за наступними чотирма типами змін:
Зміни зовнішнього вигляду
Є плями, плями, сріблясті лінії, тріщини, глазур, порошок, ворсистість, викривлення, «риб’яче око», зморшки, усадка, вигорання, оптичні спотворення та зміни оптичного кольору.
Зміни фізичних властивостей
Включаючи розчинність, набухання, реологічні властивості та холодостійкість, термостійкість, водопроникність, повітропроникність та інші властивості змінюються.
Зміни механічних властивостей
Міцність на розрив, міцність на вигин, міцність на зсув, ударна міцність, відносне подовження, релаксація напруги тощо.
Зміни електричних властивостей
Такі як поверхневий опір, об’ємний опір, діелектрична проникність, зміни міцності на електричний пробив.
2. Фактори, що викликають старіння полімерних матеріалів
Оскільки при переробці полімерів на процес використання впливатимуть тепло, кисень, вода, світло, мікроорганізми та фактори навколишнього середовища, такі як хімічне середовище, комбінація його хімічного складу та структури може призвести до ряду змін, відповідних поганих фізичних властивостей, таких як оскільки волосся жорстке, ламке, липке, знебарвлення, втрата сили тощо, ці зміни та явище називають старінням.
Високий полімер під дією тепла або світла утворює збуджені молекули, коли енергія достатньо висока, молекулярний ланцюг розривається з утворенням вільних радикалів, вільні радикали можуть утворювати ланцюгову реакцію всередині полімеру, продовжувати спричиняти деградацію, також можуть спричиняти зшивання.
Якщо в навколишньому середовищі присутні кисень або озон, може бути викликана серія реакцій окислення з утворенням гідропероксидів (ROOH), які можуть далі розкладатися на карбонільні групи.
Якщо в полімері є залишкові іони металу каталізатора, або іони металу, такі як мідь, залізо, марганець і кобальт, введені в полімер під час обробки та використання, реакція окислювальної деградації полімеру буде прискорена.
3. Методи антистаріння полімерних матеріалів
На сьогоднішній день основними методами поліпшення та посилення антивікових властивостей полімерних матеріалів є:
Старіння полімерних матеріалів, особливо фотокисневе старіння, спочатку починається з поверхні матеріалу або продукту, що проявляється у вигляді зміни кольору, порошку, розтріскування, зниження блиску, а потім поступово до внутрішньої частини.
Тонкі вироби виходять з ладу раніше, ніж товсті, тому термін служби виробів можна продовжити за рахунок потовщення виробів.
Продукти, які легко піддаються старінню, можуть бути покриті поверхнею або покриті шаром гарного погодостійкого покриття, або на зовнішньому шарі виробу композиційний шар хорошого погодостійкого матеріалу, щоб поверхня продукту була прикріплена до шару захисного шару, щоб уповільнити процес старіння.
У процесі синтезу або підготовки багато матеріалів також мають проблему старіння.Наприклад, вплив тепла в процесі полімеризації, термічне кисневе старіння в процесі обробки і так далі.Відповідно, вплив кисню можна пом'якшити шляхом додавання пристроїв дезоксигенації або пристроїв вакуумування в процесі полімеризації або обробки.
Однак цей метод може гарантувати продуктивність матеріалу лише на заводі, і цей метод може бути реалізований лише з джерела підготовки матеріалу, нездатного вирішити проблему його старіння в процесі повторної обробки та використання.
У молекулярній структурі багатьох полімерних матеріалів є групи, які дуже легко старіти, тому завдяки дизайну молекулярної структури матеріалів заміна груп, які важко старіти, групами, які легко старіють, часто може мати хороший ефект.
Або введення функціональних груп або структур із ефектом антистаріння в молекулярний ланцюг полімеру методом щеплення або кополімеризації, що надає самому матеріалу чудову функцію антистаріння, також є методом, який часто використовують дослідники, але вартість висока, і це не може досягти великомасштабного виробництва та застосування.
В даний час ефективним способом і поширеним методом підвищення стійкості до старіння полімерних матеріалів є додавання добавок проти старіння, яке широко використовується через низьку вартість і відсутність необхідності змінювати існуючий процес виробництва.Існує два основних способи додавання цих добавок проти старіння:
Пряме додавання добавок: добавки проти старіння (порошок або рідина), смола та інша сировина безпосередньо змішуються та перемішуються після екструзійного гранулювання або лиття під тиском тощо. Через свою простоту цей спосіб додавання широко використовується в багатьох насосних і фабрики лиття під тиском.
Метод додавання маткової суміші проти старіння: у виробників з вищими вимогами до якості продукції та стабільності якості більш поширеним є додавання маткової суміші антистаріння у виробництво.
Маткова суміш проти старіння - це придатна смола як носій, змішана з різноманітними ефективними добавками проти старіння, а потім через коекструзійне гранулювання в двошнековому екструдері, переваги її застосування полягають у добавках проти старіння в процесі підготовки перших реалізацій маткової суміші. диспергований, так пізно в процесі обробки матеріалу, засіб проти старіння отримує вторинну дисперсію, щоб досягти мети рівномірної дисперсії допоміжних речовин у матриці полімерного матеріалу, щоб не тільки забезпечити стабільність якості продукту, але й уникнути забруднення пилом під час виробництва, що робить виробництво більш екологічним та захистом навколишнього середовища.
Час публікації: 17 серпня 2022 р