I materiali polimerici sono ora ampiamente utilizzati nella produzione di fascia alta, nelle informazioni elettroniche, nei trasporti, nel risparmio energetico degli edifici, nell'aerospaziale, nella difesa nazionale e in molti altri campi grazie alle loro eccellenti proprietà come leggerezza, elevata resistenza, resistenza alla temperatura e resistenza alla corrosione.Ciò non solo fornisce un ampio spazio di mercato per la nuova industria dei materiali polimerici, ma pone anche requisiti più elevati per le sue prestazioni di qualità, livello di affidabilità e capacità di garanzia.
Pertanto, come massimizzare la funzione dei prodotti in materiale polimerico in linea con il principio del risparmio energetico, delle basse emissioni di carbonio e dello sviluppo ecologico sta ricevendo sempre più attenzione.E l'invecchiamento è un fattore importante che influenza l'affidabilità e la durata dei materiali polimerici.
Successivamente, esamineremo cos'è l'invecchiamento dei materiali polimerici, i tipi di invecchiamento, i fattori che causano l'invecchiamento, i principali metodi di anti-invecchiamento e l'anti-invecchiamento di cinque plastiche generali.
A. Invecchiamento della plastica
Le caratteristiche strutturali e lo stato fisico dei materiali polimerici stessi e i loro fattori esterni come calore, luce, ossigeno termico, ozono, acqua, acidi, alcali, batteri ed enzimi nel processo di utilizzo li rendono soggetti a degrado delle prestazioni o perdita nel processo di applicazione.
Ciò non solo provoca uno spreco di risorse, e può anche causare incidenti maggiori a causa del suo fallimento funzionale, ma anche la decomposizione del materiale causata dal suo invecchiamento può anche inquinare l'ambiente.
È più probabile che l'invecchiamento dei materiali polimerici nel processo di utilizzo causi grandi disastri e perdite irreparabili.
Pertanto, l'anti-invecchiamento dei materiali polimerici è diventato un problema che l'industria dei polimeri deve risolvere.
B. Tipi di invecchiamento del materiale polimerico
Esistono diversi fenomeni e caratteristiche di invecchiamento dovuti alle diverse specie polimeriche e alle diverse condizioni di utilizzo.In generale, l'invecchiamento dei materiali polimerici può essere classificato nei seguenti quattro tipi di cambiamenti.
01 Cambiamenti nell'aspetto
Macchie, macchie, linee d'argento, crepe, glassa, sfarinamento, appiccicosità, deformazioni, occhi di pesce, grinze, restringimento, bruciatura, distorsione ottica e cambiamenti di colore ottico.
02 Cambiamenti nelle proprietà fisiche
Compresi solubilità, rigonfiamento, proprietà reologiche e variazioni di resistenza al freddo, resistenza al calore, permeabilità all'acqua, permeabilità all'aria e altre proprietà.
03 Cambiamenti nelle proprietà meccaniche
Cambiamenti nella resistenza alla trazione, resistenza alla flessione, resistenza al taglio, resistenza all'urto, allungamento relativo, rilassamento dello stress e altre proprietà.
04 Cambiamenti nelle proprietà elettriche
Come resistenza superficiale, resistenza volumetrica, costante dielettrica, forza di rottura elettrica e altri cambiamenti.
C. Analisi microscopica dell'invecchiamento dei materiali polimerici
I polimeri formano stati eccitati delle molecole in presenza di calore o luce, e quando l'energia è sufficientemente elevata, le catene molecolari si rompono per formare radicali liberi, che possono formare reazioni a catena all'interno del polimero e continuare ad avviare la degradazione e possono anche causare cross- collegamento.
Se nell'ambiente è presente ossigeno o ozono, vengono indotte anche una serie di reazioni di ossidazione, formando idroperossidi (ROOH) e decomponendosi ulteriormente in gruppi carbonilici.
Se nel polimero sono presenti ioni metallici residui del catalizzatore o se durante la lavorazione o l'uso vengono introdotti ioni metallici come rame, ferro, manganese e cobalto, la reazione di degradazione ossidativa del polimero sarà accelerata.
D. Il metodo principale per migliorare le prestazioni antietà
Allo stato attuale, esistono quattro metodi principali per migliorare e migliorare le prestazioni anti-invecchiamento dei materiali polimerici come segue.
01 Protezione fisica (ispessimento, pittura, composto dello strato esterno, ecc.)
L'invecchiamento dei materiali polimerici, in particolare l'invecchiamento foto-ossidativo, inizia dalla superficie dei materiali o dei prodotti, che si manifesta come scolorimento, sfarinamento, screpolature, diminuzione della brillantezza, ecc., e poi gradualmente va più in profondità verso l'interno.È più probabile che i prodotti sottili si guastino prima dei prodotti spessi, quindi la durata utile dei prodotti può essere estesa ispessendo i prodotti.
Per i prodotti soggetti a invecchiamento, è possibile applicare o rivestire sulla superficie uno strato di rivestimento resistente agli agenti atmosferici oppure è possibile aggiungere uno strato di materiale resistente agli agenti atmosferici sullo strato esterno dei prodotti, in modo da poter applicare uno strato protettivo la superficie dei prodotti per rallentarne il processo di invecchiamento.
02 Miglioramento della tecnologia di elaborazione
Molti materiali nel processo di sintesi o preparazione, c'è anche il problema dell'invecchiamento.Ad esempio, l'influenza del calore durante la polimerizzazione, l'invecchiamento termico e dell'ossigeno durante la lavorazione, ecc. Quindi, di conseguenza, l'influenza dell'ossigeno può essere rallentata aggiungendo un dispositivo di disaerazione o un dispositivo a vuoto durante la polimerizzazione o la lavorazione.
Tuttavia, questo metodo può garantire solo le prestazioni del materiale in fabbrica e questo metodo può essere implementato solo dalla fonte di preparazione del materiale e non può risolvere il suo problema di invecchiamento durante la rielaborazione e l'uso.
03 Progettazione strutturale o modifica dei materiali
Molti materiali macromolecolari hanno gruppi di invecchiamento nella struttura molecolare, quindi attraverso la progettazione della struttura molecolare del materiale, la sostituzione dei gruppi di invecchiamento con i gruppi di non invecchiamento può spesso avere un buon effetto.
04 Aggiunta di additivi antietà
Allo stato attuale, il modo efficace e il metodo comune per migliorare la resistenza all'invecchiamento dei materiali polimerici consiste nell'aggiungere additivi anti-invecchiamento, che sono ampiamente utilizzati a causa del basso costo e non è necessario modificare il processo di produzione esistente.Esistono due modi principali per aggiungere questi additivi antietà.
Gli additivi antinvecchiamento (in polvere o liquidi) e la resina e altre materie prime direttamente miscelati e miscelati dopo la granulazione per estrusione o lo stampaggio ad iniezione, ecc. Questo è un modo semplice e facile di aggiunta, ampiamente utilizzato dalla maggior parte della pellettizzazione e impianti di stampaggio ad iniezione.
Tempo di pubblicazione: 26 ottobre 2022