Полимерные материалы в настоящее время широко используются в высокотехнологичном производстве, электронной информации, транспорте, энергосбережении зданий, аэрокосмической промышленности, национальной обороне и многих других областях благодаря их превосходным свойствам, таким как малый вес, высокая прочность, термостойкость и коррозионная стойкость.Это не только обеспечивает широкое рыночное пространство для новой индустрии полимерных материалов, но и выдвигает более высокие требования к ее качественным характеристикам, уровню надежности и гарантийным возможностям.
Поэтому все больше внимания уделяется тому, как максимизировать функциональность изделий из полимерных материалов в соответствии с принципами энергосбережения, низкоуглеродного и экологического развития.А старение – важный фактор, влияющий на надежность и долговечность полимерных материалов.
Далее мы рассмотрим, что такое старение полимерных материалов, типы старения, факторы, вызывающие старение, основные методы борьбы со старением и пять основных видов пластика.
A. Пластическое старение
Структурные характеристики и физическое состояние самих полимерных материалов, а также их внешние факторы, такие как тепло, свет, термический кислород, озон, вода, кислота, щелочь, бактерии и ферменты, в процессе использования делают их подверженными ухудшению или потере производительности в процессе. применения.
Это не только приводит к пустой трате ресурсов и может даже привести к более серьезным авариям из-за его функционального отказа, но и разложение материала, вызванное его старением, может также загрязнить окружающую среду.
Старение полимерных материалов в процессе эксплуатации скорее приводит к большим бедствиям и невосполнимым потерям.
Поэтому защита полимерных материалов от старения стала проблемой, которую должна решить полимерная промышленность.
B. Типы старения полимерных материалов
Существуют различные явления и характеристики старения из-за различных видов полимеров и различных условий использования.В целом старение полимерных материалов можно разделить на следующие четыре типа изменений.
01 Изменения во внешности
Пятна, пятна, серебристые линии, трещины, иней, меление, липкость, деформация, рыбий глаз, сморщивание, усадка, подгорание, оптические искажения и оптические изменения цвета.
02 Изменения физических свойств
В том числе растворимость, набухание, реологические свойства и изменение морозостойкости, термостойкости, водопроницаемости, воздухопроницаемости и других свойств.
03 Изменения механических свойств
Изменения прочности на растяжение, прочности на изгиб, прочности на сдвиг, ударной вязкости, относительного удлинения, релаксации напряжений и других свойств.
04 Изменения электрических свойств
Такие как поверхностное сопротивление, объемное сопротивление, диэлектрическая проницаемость, электрическая прочность на пробой и другие изменения.
C. Микроскопический анализ старения полимерных материалов
Полимеры образуют возбужденные состояния молекул в присутствии тепла или света, и когда энергия достаточно высока, молекулярные цепи разрываются с образованием свободных радикалов, которые могут вызывать цепные реакции внутри полимера и продолжать инициировать деградацию, а также могут вызывать перекрестные реакции. связывание.
Если в окружающей среде присутствует кислород или озон, также индуцируется ряд реакций окисления с образованием гидропероксидов (ROOH) и дальнейшим разложением на карбонильные группы.
Если в полимере присутствуют остаточные ионы каталитического металла или если ионы металлов, таких как медь, железо, марганец и кобальт, попадают во время обработки или использования, реакция окислительного разложения полимера будет ускорена.
D. Основной метод улучшения омолаживающих свойств.
В настоящее время существует четыре основных метода улучшения и повышения антивозрастных характеристик полимерных материалов, а именно:
01 Физическая защита (утолщение, окраска, компаундирование внешнего слоя и т. д.)
Старение полимерных материалов, особенно фотоокислительное, начинается с поверхности материалов или изделий, что проявляется в обесцвечивании, мелении, растрескивании, снижении блеска и т. д., а затем постепенно уходит вглубь.Тонкие изделия с большей вероятностью выходят из строя раньше, чем толстые, поэтому срок службы изделий можно продлить за счет утолщения изделий.
Для продуктов, склонных к старению, на поверхность может быть нанесен или нанесен слой атмосферостойкого покрытия, или слой атмосферостойкого материала может быть нанесен на внешний слой продуктов, так что защитный слой может быть прикреплен к поверхности. поверхности продуктов для замедления процесса старения.
02 Совершенствование технологии обработки
Многие материалы в процессе синтеза или подготовки, также существует проблема старения.Например, влияние тепла при полимеризации, термическое и кислородное старение при обработке и т.д. Тогда соответственно влияние кислорода можно замедлить добавлением деаэрирующего устройства или вакуумного устройства при полимеризации или обработке.
Однако этот метод может гарантировать характеристики материала только на заводе, и этот метод может быть реализован только из источника подготовки материала и не может решить проблему его старения во время переработки и использования.
03 Структурный дизайн или изменение материалов
Многие макромолекулярные материалы имеют стареющие группы в молекулярной структуре, поэтому благодаря дизайну молекулярной структуры материала замена стареющих групп на нестареющие группы часто может дать хороший эффект.
04 Добавление антивозрастных добавок
В настоящее время эффективным способом и распространенным методом повышения стойкости полимерных материалов к старению является добавление антивозрастных добавок, которые широко используются из-за низкой стоимости и отсутствия необходимости изменения существующего производственного процесса.Есть два основных способа добавления этих антивозрастных добавок.
Антивозрастные добавки (порошок или жидкость), а также смола и другое сырье смешиваются непосредственно и смешиваются после экструзионной грануляции или литья под давлением и т. д. Это простой и легкий способ добавления, который широко используется в большинстве грануляторов и литьевые заводы.
Время публикации: 26 октября 2022 г.