1. Tipo di invecchiamento dei materiali polimerici
I materiali polimerici nel processo di lavorazione, conservazione e utilizzo, a causa dell'azione globale di fattori interni ed esterni, le sue proprietà si deteriorano gradualmente, in modo che la perdita finale del valore d'uso, questo fenomeno appartiene all'invecchiamento dei materiali polimerici.
Ciò non solo provoca uno spreco di risorse, ma porta anche a maggiori incidenti a causa del suo guasto funzionale, e la decomposizione dei materiali causata dal suo invecchiamento può anche inquinare l'ambiente.
A causa delle diverse varietà di polimeri e delle diverse condizioni d'uso, ci sono diversi fenomeni e caratteristiche di invecchiamento.In generale, l'invecchiamento dei materiali polimerici può essere classificato nei seguenti quattro tipi di cambiamenti:
Cambiamenti nell'aspetto
Sono presenti macchie, macchie, linee d'argento, crepe, glassa, polvere, pelosità, deformazioni, occhio di pesce, grinze, restringimento, bruciature, distorsione ottica e cambiamenti nel colore ottico.
Cambiamenti nelle proprietà fisiche
Compresi solubilità, gonfiore, proprietà reologiche e resistenza al freddo, resistenza al calore, permeabilità all'acqua, permeabilità all'aria e altre proprietà di cambiamento.
Cambiamenti nelle proprietà meccaniche
Resistenza alla trazione, resistenza alla flessione, resistenza al taglio, resistenza all'urto, allungamento relativo, rilassamento dello stress, ecc.
Cambiamenti nelle proprietà elettriche
Come la resistenza superficiale, la resistenza del volume, la costante dielettrica, i cambiamenti della forza di rottura elettrica.
2. Fattori che causano l'invecchiamento dei materiali polimerici
Poiché nella lavorazione dei polimeri, il processo di utilizzo sarà influenzato da calore, ossigeno, acqua, luce, microrganismi e fattori ambientali come la combinazione del mezzo chimico della sua composizione chimica e struttura può produrre una serie di cambiamenti, corrispondenti a cattive proprietà fisiche, come come capelli duri, fragili, appiccicosi, scolorimento, perdita di forza e così via, questi cambiamenti e il fenomeno si chiama invecchiamento.
L'alto polimero sotto l'azione del calore o della luce formerà molecole eccitate, quando l'energia è sufficientemente elevata, la catena molecolare si romperà per formare radicali liberi, i radicali liberi possono formare una reazione a catena all'interno del polimero, continuare a causare degradazione, può anche causare reticolazione.
Se nell'ambiente è presente ossigeno o ozono, è possibile indurre una serie di reazioni di ossidazione per formare idroperossidi (ROOH), che possono essere ulteriormente decomposti in gruppi carbonilici.
Se nel polimero sono presenti ioni metallici catalizzatori residui o ioni metallici come rame, ferro, manganese e cobalto vengono introdotti nel polimero durante la lavorazione e l'uso, la reazione di degradazione dell'ossidazione del polimero sarà accelerata.
3. Metodi di anti-invecchiamento dei materiali polimerici
Allo stato attuale, i principali metodi per migliorare e potenziare le proprietà anti-invecchiamento dei materiali polimerici sono i seguenti:
L'invecchiamento dei materiali polimerici, in particolare l'invecchiamento con fotoossigeno, inizia prima dalla superficie del materiale o del prodotto, manifestandosi come scolorimento, polvere, screpolature, diminuzione della lucentezza, e poi gradualmente verso l'interno.
È più probabile che i prodotti sottili si guastino prima rispetto ai prodotti spessi, quindi la durata utile dei prodotti può essere estesa mediante l'ispessimento dei prodotti.
Per prodotti facili da invecchiare, può essere rivestito sulla superficie o rivestito con uno strato di rivestimento di buona resistenza agli agenti atmosferici, o nello strato esterno dello strato composito del prodotto di materiale di buona resistenza agli agenti atmosferici, in modo che la superficie del prodotto aderisca a uno strato di strato protettivo, in modo da ritardare il processo di invecchiamento.
Nel processo di sintesi o preparazione, molti materiali hanno anche il problema dell'invecchiamento.Ad esempio, l'effetto del calore nel processo di polimerizzazione, l'invecchiamento termico dell'ossigeno nel processo di lavorazione e così via.Di conseguenza, l'effetto dell'ossigeno può essere mitigato aggiungendo dispositivi di deossigenazione o dispositivi di aspirazione nel processo di polimerizzazione o lavorazione.
Tuttavia, questo metodo può garantire solo le prestazioni del materiale in fabbrica e questo metodo può essere implementato solo dalla fonte della preparazione del materiale, incapace di risolvere il suo problema di invecchiamento nel processo di rielaborazione e utilizzo.
Ci sono gruppi che sono molto facili da invecchiare nella struttura molecolare di molti materiali polimerici, quindi attraverso il design della struttura molecolare dei materiali, la sostituzione di gruppi che non sono facili da invecchiare con gruppi che sono facili da invecchiare può spesso avere un buon effetto.
Oppure l'introduzione di gruppi funzionali o strutture con effetto anti-invecchiamento sulla catena molecolare del polimero mediante innesto o metodo di copolimerizzazione, dotando il materiale stesso di un'eccellente funzione anti-invecchiamento, è anche un metodo spesso utilizzato dai ricercatori, ma il costo è elevato, e non può raggiungere la produzione e l'applicazione su larga scala.
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 è ampiamente utilizzato a causa del suo basso costo e non è necessario modificare il processo di produzione esistente.Esistono due modi principali per aggiungere questi additivi antietà:
Aggiunta diretta di additivi: gli additivi anti-invecchiamento (in polvere o liquidi) e la resina e altre materie prime vengono miscelati e agitati direttamente dopo la granulazione per estrusione o lo stampaggio a iniezione, ecc. A causa della sua semplicità, questo modo di aggiungere è ampiamente utilizzato in molti pompaggi e fabbriche di stampaggio ad iniezione.
Metodo di aggiunta del masterbatch anti-invecchiamento: nei produttori con requisiti più elevati per la qualità del prodotto e la stabilità della qualità, è più comune aggiungere masterbatch anti-invecchiamento nella produzione.
Il masterbatch anti-invecchiamento è una resina adatta come supporto, miscelata con una varietà di efficaci additivi anti-invecchiamento, quindi attraverso la granulazione di coestrusione dell'estrusore bivite, i suoi vantaggi applicativi risiedono negli additivi anti-invecchiamento nel processo di preparazione dei primi strumenti del masterbatch l'agente antinvecchiamento disperso, così in ritardo nel processo di lavorazione del materiale, ottiene una dispersione secondaria, per raggiungere lo scopo di una dispersione uniforme degli ausiliari nella matrice del materiale polimerico, non solo per garantire la qualità della stabilità del prodotto, ma anche per evitare inquinamento da polvere durante la produzione, rendendo la produzione più verde e tutela dell'ambiente.
Tempo di pubblicazione: 17 agosto-2022