La plastica è un materiale con un alto polimero come componente principale. È composto da resina sintetica e cariche, plastificanti, stabilizzanti, lubrificanti, pigmenti e altri additivi. È in uno stato fluido durante la produzione e la lavorazione per facilitare la modellazione, presenta una forma solida quando la lavorazione è completata.

Il componente principale della plastica è la resina sintetica. Le resine prendono il nome originariamente dai lipidi secreti da animali e piante, come colofonia, gommalacca, ecc. Le resine sintetiche (a volte chiamate semplicemente "resine") si riferiscono a polimeri che non sono stati miscelati con vari additivi. La resina rappresenta dal 40% al 100% circa del peso totale della plastica. Le proprietà di base delle materie plastiche sono determinate principalmente dalle proprietà della resina, ma anche gli additivi svolgono un ruolo importante.



Perché la plastica dovrebbe essere modificata?

La cosiddetta "modifica plastica" si riferisce al metodo per modificare le sue prestazioni originali e migliorare uno o più aspetti aggiungendo una o più altre sostanze alla resina plastica, raggiungendo così lo scopo di ampliare il suo ambito di applicazione. I materiali plastici modificati sono indicati collettivamente come "plastica modificata".

Fino ad ora, la ricerca e lo sviluppo dell'industria chimica delle materie plastiche ha sintetizzato migliaia di materiali polimerici, di cui solo più di 100 sono di valore industriale. Più del 90% dei materiali resinosi comunemente usati nelle plastiche sono concentrati nelle cinque resine generali (PE, PP, PVC, PS, ABS) .Al momento è molto difficile continuare a sintetizzare un gran numero di nuovi materiali polimerici, che non è né economico né realistico.

Pertanto, lo studio approfondito della relazione tra composizione polimerica, struttura e prestazioni e la modifica delle plastiche esistenti su questa base, per produrre nuovi materiali plastici adeguati, è diventato uno dei modi efficaci per sviluppare l'industria della plastica. Anche l'industria della plastica sessuale ha registrato un notevole sviluppo negli ultimi anni.

La modifica della plastica si riferisce al cambiamento delle proprietà dei materiali plastici nella direzione prevista dalle persone attraverso metodi fisici, chimici o entrambi, o per ridurre significativamente i costi, o per migliorare alcune proprietà, o per dare alla plastica Nuove funzioni dei materiali. Il processo di modifica può avvenire durante la polimerizzazione della resina sintetica, vale a dire, la modifica chimica, come la copolimerizzazione, l'innesto, la reticolazione, ecc., Può anche essere condotta durante la lavorazione della resina sintetica, cioè la modifica fisica, come riempimento, co-miscelazione, miglioramento, ecc.

Quali sono i metodi di modifica della plastica?

1. Modifica del riempimento (riempimento minerale)

Aggiungendo polvere minerale inorganica (organica) alla plastica ordinaria, è possibile migliorare la rigidità, la durezza e la resistenza al calore dei materiali plastici. Esistono molti tipi di riempitivi e le loro proprietà sono estremamente complesse.

Il ruolo dei riempitivi di plastica: migliorare le prestazioni di lavorazione della plastica, migliorare le proprietà fisiche e chimiche, aumentare il volume e ridurre i costi.

Requisiti per gli additivi plastici:

(1) Le proprietà chimiche sono inattive, inerti e non reagiscono negativamente con la resina e altri additivi;

(2) Non influisce sulla resistenza all'acqua, resistenza chimica, resistenza agli agenti atmosferici, resistenza al calore, ecc. Della plastica;

(3) Non riduce le proprietà fisiche della plastica;

(4) Può essere riempito in grandi quantità;

(5) La densità relativa è piccola e ha scarso effetto sulla densità del prodotto.

2. Modifica avanzata (fibra di vetro / fibra di carbonio)

Misure di rinforzo: aggiungendo materiali fibrosi come fibra di vetro e fibra di carbonio.

Effetto di miglioramento: può migliorare significativamente la rigidità, la forza, la durezza e la resistenza al calore del materiale,

Effetti negativi della modifica: ma molti materiali causeranno una superficie scadente e un minore allungamento alla rottura.

Principio di miglioramento:

(1) I materiali rinforzati hanno resistenza e modulo superiori;

(2) La resina ha molte proprietà fisiche e chimiche eccellenti intrinseche (resistenza alla corrosione, isolamento, resistenza alle radiazioni, resistenza all'ablazione istantanea ad alta temperatura, ecc.) E proprietà di lavorazione;

(3) Dopo che la resina è stata mescolata con il materiale di rinforzo, il materiale di rinforzo può migliorare le proprietà meccaniche o di altro tipo della resina e la resina può svolgere il ruolo di legare e trasferire il carico al materiale di rinforzo, in modo che la plastica rinforzata abbia ottime proprietà.

3. Modifica della tempra

Molti materiali non sono abbastanza resistenti e troppo fragili. Aggiungendo materiali con una migliore tenacità o materiali inorganici ultrafini, è possibile aumentare la tenacità e le prestazioni a bassa temperatura dei materiali.

Agente indurente: per ridurre la fragilità della plastica dopo l'indurimento e migliorarne la resistenza agli urti e l'allungamento, un additivo aggiunto alla resina.

Agenti indurenti comunemente usati, per lo più compatibilizzanti per innesto di anidride maleica:

Copolimero etilene-vinil acetato (EVA)

Elastomero poliolefinico (POE)

Polietilene clorurato (CPE)

Copolimero acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS)

Elastomero termoplastico stirene-butadiene (SBS)

EPDM (EPDM)

4. Modifica ritardante di fiamma (ritardante di fiamma senza alogeni)

In molti settori, come gli elettrodomestici e le automobili, i materiali devono avere un ritardo di fiamma, ma molte materie prime plastiche hanno un basso ritardo di fiamma. È possibile ottenere un ritardo di fiamma migliorato aggiungendo ritardanti di fiamma.

Ritardanti di fiamma: noti anche come ritardanti di fiamma, ritardanti di fiamma o ritardanti di fiamma, additivi funzionali che conferiscono ritardanti di fiamma a polimeri infiammabili; la maggior parte di loro sono VA (fosforo), VIIA (bromo, cloro) e Composti di elementi ⅢA (antimonio, alluminio).

Anche i composti di molibdeno, i composti di stagno e i composti di ferro con effetti antifumo appartengono alla categoria dei ritardanti di fiamma. Sono utilizzati principalmente per le materie plastiche con requisiti di ritardanti di fiamma per ritardare o prevenire la combustione della plastica, in particolare la plastica polimerica. Rendi più lungo l'accensione, autoestinguente e difficile da accendere.

Grado ignifugo di plastica: da HB, V-2, V-1, V-0, 5VB a 5VA passo dopo passo.

5. Modifica della resistenza agli agenti atmosferici (anti-invecchiamento, anti-ultravioletto, resistenza alle basse temperature)

Generalmente si riferisce alla resistenza al freddo della plastica a basse temperature. A causa della fragilità intrinseca alle basse temperature della plastica, la plastica diventa fragile alle basse temperature. Pertanto, molti prodotti in plastica utilizzati in ambienti a bassa temperatura sono generalmente tenuti a resistere al freddo.

Resistenza agli agenti atmosferici: si riferisce a una serie di fenomeni di invecchiamento come sbiadimento, scolorimento, screpolature, sfarinamento e riduzione della resistenza dei prodotti in plastica a causa dell'influenza di condizioni esterne come luce solare, sbalzi di temperatura, vento e pioggia. La radiazione ultravioletta è un fattore chiave per promuovere l'invecchiamento della plastica.

6. Lega modificata

La lega di plastica è l'uso di metodi di miscelazione fisica o innesto chimico e copolimerizzazione per preparare due o più materiali in un nuovo materiale ad alte prestazioni, funzionale e specializzato per migliorare le prestazioni di un materiale o avere entrambi Lo scopo delle proprietà del materiale. Può migliorare o migliorare le prestazioni delle plastiche esistenti e ridurre i costi.

Leghe plastiche generali: come PVC, PE, PP, leghe PS sono ampiamente utilizzate e la tecnologia di produzione è stata generalmente padroneggiata.

Lega di tecnopolimeri: si riferisce alla miscela di tecnopolimeri (resina), che include principalmente il sistema di miscelazione con PC, PBT, PA, POM (poliossimetilene), PPO, PTFE (politetrafluoroetilene) e altri tecnopolimeri come corpo principale e resina ABS materiali modificati.

Il tasso di crescita dell'utilizzo della lega PC / ABS è in prima linea nel campo delle materie plastiche. Allo stato attuale, la ricerca sulla lega PC / ABS è diventata un punto critico di ricerca sulle leghe polimeriche.

7. Plastica modificata con fosfato di zirconio

1) Preparazione del composito OZrP polipropilene PP / fosfato di zirconio organico modificato mediante metodo di fusione e sua applicazione in tecnopolimeri

Innanzitutto, l'ammina terziaria di ottadecil dimetile (DMA) viene fatta reagire con fosfato di α-zirconio per ottenere fosfato di zirconio modificato organicamente (OZrP), quindi OZrP viene miscelato allo stato fuso con polipropilene (PP) per preparare compositi PP / OZrP. Quando si aggiunge OZrP con una frazione di massa del 3%, la resistenza alla trazione, all'urto e alla flessione del composito PP / OZrP possono essere aumentate rispettivamente del 18,2%, 62,5% e 11,3%, rispetto al materiale PP puro. Anche la stabilità termica è notevolmente migliorata. Questo perché un'estremità del DMA interagisce con sostanze inorganiche per formare un legame chimico e l'altra estremità della lunga catena è fisicamente intrecciata con la catena molecolare PP per aumentare la resistenza alla trazione del composito. La migliore resistenza agli urti e stabilità termica sono dovute al PP indotto da fosfato di zirconio per produrre cristalli β. In secondo luogo, l'interazione tra il PP modificato e gli strati di fosfato di zirconio aumenta la distanza tra gli strati di fosfato di zirconio e una migliore dispersione, con conseguente maggiore resistenza alla flessione. Questa tecnologia aiuta a migliorare le prestazioni dei tecnopolimeri.

2) Nanocomposito di polivinil alcol / α-zirconio fosfato e sua applicazione in materiali ritardanti di fiamma

I nanocompositi di polivinil alcol / α-zirconio fosfato possono essere utilizzati principalmente per la preparazione di materiali ritardanti di fiamma. il modo è:

① Innanzitutto, il metodo a riflusso viene utilizzato per preparare il fosfato di α-zirconio.

② Secondo il rapporto liquido-solido di 100 mL / g, prendere la polvere quantitativa di fosfato di α-zirconio e disperderla in acqua deionizzata, aggiungere goccia a goccia la soluzione acquosa di etilammina sotto agitazione magnetica a temperatura ambiente, quindi aggiungere dietanolammina quantitativa e trattare a ultrasuoni per preparare ZrP -OH soluzione acquosa.

③ Sciogliere una certa quantità di alcol polivinilico (PVA) in acqua deionizzata a 90 ℃ per ottenere una soluzione al 5%, aggiungere una soluzione acquosa ZrP-OH quantitativa, continuare a mescolare per 6-10 ore, raffreddare la soluzione e versarla nello stampo per asciugare all'aria a temperatura ambiente, si può formare un film sottile di circa 0,15 mm.

L'aggiunta di ZrP-OH riduce significativamente la temperatura di degradazione iniziale del PVA e allo stesso tempo aiuta a promuovere la reazione di carbonizzazione dei prodotti di degradazione del PVA. Questo perché il polianione generato durante la degradazione di ZrP-OH agisce come un sito acido protonico per promuovere la reazione di taglio del gruppo acido PVA attraverso la reazione Norrish II. La reazione di carbonizzazione dei prodotti di degradazione del PVA migliora la resistenza all'ossidazione dello strato di carbonio, migliorando così le prestazioni ritardanti di fiamma del materiale composito.

3) Alcol polivinilico (PVA) / amido ossidato / nanocomposito di fosfato di α-zirconio e il suo ruolo nel migliorare le proprietà meccaniche

Il fosfato di Α-zirconio è stato sintetizzato con il metodo del reflusso sol-gel, modificato organicamente con n-butilammina e OZrP e PVA sono stati miscelati per preparare il nanocomposito PVA / α-ZrP. Migliora efficacemente le proprietà meccaniche del materiale composito. Quando la matrice PVA contiene lo 0,8% in massa di α-ZrP, la resistenza alla trazione e l'allungamento a rottura del materiale composito aumentano rispettivamente del 17,3% e del 26. Rispetto al PVA puro. 6%. Questo perché l'α-ZrP idrossile può produrre un forte legame idrogeno con l'idrossile molecolare dell'amido, che porta a proprietà meccaniche migliorate. Allo stesso tempo, anche la stabilità termica è notevolmente migliorata.

4) Materiale composito polistirene / fosfato di zirconio organico modificato e sua applicazione nei materiali nanocompositi di lavorazione ad alta temperatura

Il fosfato di α-zirconio (α-ZrP) è pre-supportato da metilammina (MA) per ottenere la soluzione MA-ZrP, quindi la soluzione sintetizzata di p-clorometil stirene (DMA-CMS) viene aggiunta alla soluzione MA-ZrP e agitata a temperatura ambiente 2 d, il prodotto viene filtrato, i solidi vengono lavati con acqua distillata per rilevare l'assenza di cloro ed essiccati sotto vuoto a 80 ℃ per 24 h. Infine, il composito viene preparato mediante polimerizzazione in massa. Durante la polimerizzazione in massa, parte dello stirene entra tra i laminati di fosfato di zirconio e si verifica una reazione di polimerizzazione. La stabilità termica del prodotto è notevolmente migliorata, la compatibilità con il corpo del polimero è migliore e può soddisfare i requisiti della lavorazione ad alta temperatura di materiali nanocompositi.