Wissensaustausch über Polymermaterialien

1. Alterungstyp von Polymermaterialien

Polymermaterialien im Prozess der Verarbeitung, Lagerung und Verwendung verschlechtern sich aufgrund der umfassenden Einwirkung interner und externer Faktoren allmählich in ihren Eigenschaften, so dass der endgültige Gebrauchswertverlust, dieses Phänomen, zur Alterung von Polymermaterialien gehört.

Dies verursacht nicht nur eine Verschwendung von Ressourcen, sondern führt aufgrund des Funktionsausfalls sogar zu vermehrten Unfällen, und die alterungsbedingte Zersetzung von Materialien kann auch die Umwelt belasten.

Aufgrund unterschiedlicher Polymersorten und unterschiedlicher Einsatzbedingungen kommt es zu unterschiedlichen Alterungserscheinungen und -eigenschaften.Allgemein lässt sich die Alterung von Polymerwerkstoffen in die folgenden vier Arten von Veränderungen einteilen:

Änderungen im Aussehen

Es gibt Flecken, Flecken, Silberlinien, Risse, Mattierung, Puderbildung, Haarigkeit, Verziehen, Fischaugen, Faltenbildung, Schrumpfung, Brennen, optische Verzerrung und Änderungen der optischen Farbe.

Änderungen der physikalischen Eigenschaften

Einschließlich Löslichkeit, Quellung, rheologische Eigenschaften und Kältebeständigkeit, Wärmebeständigkeit, Wasserdurchlässigkeit, Luftdurchlässigkeit und andere Eigenschaften ändern sich.

Änderungen der mechanischen Eigenschaften

Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Scherfestigkeit, Schlagfestigkeit, relative Dehnung, Spannungsrelaxation usw.

Änderungen der elektrischen Eigenschaften

Wie Oberflächenwiderstand, Durchgangswiderstand, Dielektrizitätskonstante, Änderungen der elektrischen Durchschlagsfestigkeit.

2. Faktoren, die die Alterung von Polymermaterialien verursachen

Da bei der Polymerverarbeitung, dem Verwendungsprozess, durch Wärme, Sauerstoff, Wasser, Licht, Mikroorganismen und Umweltfaktoren wie chemische Medien eine Kombination ihrer chemischen Zusammensetzung und Struktur beeinflusst wird, kann eine Reihe von Änderungen, entsprechend schlechte physikalische Eigenschaften, wie z B. Haare hart, spröde, klebrig, Verfärbungen, Festigkeitsverlust und so weiter, diese Veränderungen und das Phänomen nennt man Alterung.

Hochpolymer bildet unter Einwirkung von Wärme oder Licht angeregte Moleküle, wenn die Energie hoch genug ist, bricht die Molekülkette, um freie Radikale zu bilden, freie Radikale können eine Kettenreaktion im Polymer bilden, weiterhin Abbau verursachen, können auch verursachen Vernetzung.

Wenn Sauerstoff oder Ozon in der Umgebung vorhanden sind, kann eine Reihe von Oxidationsreaktionen induziert werden, um Hydroperoxide (ROOH) zu bilden, die weiter in Carbonylgruppen zerlegt werden können.

Wenn restliche Katalysatormetallionen im Polymer vorhanden sind oder Metallionen wie Kupfer, Eisen, Mangan und Kobalt während der Verarbeitung und Verwendung in das Polymer eingeführt werden, wird die Oxidationsabbaureaktion des Polymers beschleunigt.

3. Verfahren zum Alterungsschutz von Polymermaterialien

Derzeit sind die wichtigsten Methoden zur Verbesserung und Verbesserung der Anti-Aging-Eigenschaften von Polymermaterialien wie folgt:

Die Alterung von Polymermaterialien, insbesondere die Photosauerstoffalterung, beginnt zunächst an der Oberfläche des Materials oder Produkts, was sich als Verfärbung, Pulverisierung, Rissbildung, Glanzabfall und dann allmählich im Inneren manifestiert.

Dünne Produkte versagen eher früher als dicke Produkte, sodass die Lebensdauer von Produkten durch eindickende Produkte verlängert werden kann.

Für leicht zu alternde Produkte kann die Oberfläche beschichtet oder mit einer Schicht aus einer Beschichtung mit guter Wetterbeständigkeit oder in der äußeren Schicht des Produkts mit einer Verbundschicht aus einem Material mit guter Wetterbeständigkeit beschichtet werden, so dass die Oberfläche des Produkts an einer Schicht haftet Schutzschicht, um den Alterungsprozess zu verzögern.

Im Prozess der Synthese oder Aufbereitung haben viele Materialien zudem das Problem der Alterung.Zum Beispiel Wärmeeinwirkung im Polymerisationsprozess, thermische Sauerstoffalterung im Verarbeitungsprozess und so weiter.Dementsprechend kann die Wirkung von Sauerstoff durch Hinzufügen von Sauerstoffentzugsvorrichtungen oder Vakuumvorrichtungen im Polymerisations- oder Verarbeitungsprozess gemildert werden.

Dieses Verfahren kann jedoch nur die Leistung des Materials in der Fabrik garantieren, und dieses Verfahren kann nur von der Quelle der Materialvorbereitung implementiert werden, nicht in der Lage, sein Alterungsproblem im Prozess der Wiederaufbereitung und Verwendung zu lösen.

In der Molekularstruktur vieler Polymermaterialien gibt es Gruppen, die sehr leicht zu altern sind, so dass durch das Design der Molekularstruktur von Materialien das Ersetzen von Gruppen, die nicht leicht zu altern sind, durch Gruppen, die leicht zu altern sind, oft eine gute Wirkung haben kann.

Oder die Einführung von funktionellen Gruppen oder Strukturen mit Anti-Aging-Effekt in die Polymermolekülkette durch Pfropf- oder Copolymerisationsverfahren, wodurch das Material selbst mit einer hervorragenden Anti-Aging-Funktion ausgestattet wird, ist ebenfalls eine Methode, die häufig von Forschern verwendet wird, aber die Kosten sind hoch. und es kann keine großtechnische Produktion und Anwendung erreichen.

Gegenwärtig besteht der effektive Weg und die übliche Methode zur Verbesserung der Alterungsbeständigkeit von Polymermaterialien darin, Anti-Aging-Additive hinzuzufügen, was aufgrund seiner geringen Kosten und der fehlenden Notwendigkeit, den bestehenden Produktionsprozess zu ändern, weit verbreitet ist.Es gibt zwei Möglichkeiten, diese Anti-Aging-Additive hinzuzufügen:

Direkte Zugabe von Additiven: Anti-Aging-Additive (Pulver oder Flüssigkeit) und Harz und andere Rohstoffe werden nach dem Extrudieren, Granulieren oder Spritzgießen usw. direkt gemischt und gerührt. Aufgrund ihrer Einfachheit ist diese Art der Zugabe in vielen Pumpen und Anwendungen weit verbreitet Spritzgussfabriken.

Anti-Aging-Masterbatch-Zugabemethode: Bei Herstellern mit höheren Anforderungen an die Produktqualität und Qualitätsstabilität ist es üblicher, Anti-Aging-Masterbatch in der Produktion hinzuzufügen.

Anti-Aging-Masterbatch ist ein geeignetes Harz als Träger, gemischt mit einer Vielzahl wirksamer Anti-Aging-Additive, dann durch Doppelschneckenextruder-Coextrusionsgranulierung, seine Anwendungsvorteile liegen in Anti-Aging-Additiven bei der Herstellung von Masterbatch-Erstimplementierungen Das so spät im Prozess der Materialverarbeitung dispergierte Alterungsschutzmittel erhält eine sekundäre Dispersion, um den Zweck einer gleichmäßigen Verteilung von Hilfsstoffen in der Polymermaterialmatrix zu erreichen, um nicht nur die Qualität der Produktstabilität sicherzustellen, sondern auch zu vermeiden Staubbelastung während der Produktion, wodurch die Produktion grüner und umweltschonender wird.