Plast er et materiale med høj polymer som hovedkomponent. Den består af syntetisk harpiks og fyldstoffer, blødgørere, stabilisatorer, smøremidler, pigmenter og andre tilsætningsstoffer. Det er i flydende tilstand under fremstilling og forarbejdning for at lette modellering.Det præsenterer en solid form, når behandlingen er afsluttet.

Hovedkomponenten i plast er syntetisk harpiks. Harpikser er oprindeligt opkaldt efter lipider, der udskilles af dyr og planter, såsom kolofonium, shellak osv. Syntetiske harpikser (undertiden simpelthen kaldet "harpiks") henviser til polymerer, der ikke er blevet blandet med forskellige additiver. Harpiksen tegner sig for ca. 40% til 100% af den samlede vægt af plasten. De grundlæggende egenskaber ved plast bestemmes hovedsageligt af harpiksens egenskaber, men tilsætningsstoffer spiller også en vigtig rolle.



Hvorfor skal plast modificeres?

Den såkaldte "plastmodifikation" henviser til fremgangsmåden til at ændre dens oprindelige ydeevne og forbedre et eller flere aspekter ved at tilføje et eller flere andre stoffer til plastharpiksen og derved opnå formålet med at udvide dets anvendelsesområde. Modificerede plastmaterialer betegnes kollektivt som "modificeret plast".

Indtil nu har forskning og udvikling inden for plastkemisk industri syntetiseret tusindvis af polymermaterialer, hvoraf kun mere end 100 er af industriel værdi. Mere end 90% af de harpiksmaterialer, der almindeligvis anvendes i plast, er koncentreret i de fem generelle harpikser (PE, PP, PVC, PS, ABS) På nuværende tidspunkt er det meget vanskeligt at fortsætte med at syntetisere et stort antal nye polymermaterialer, som er hverken økonomisk eller realistisk.

Derfor er en grundig undersøgelse af forholdet mellem polymersammensætning, struktur og ydeevne og modifikation af eksisterende plast på dette grundlag for at producere egnede nye plastmaterialer blevet en af de effektive måder at udvikle plastindustrien på. Den seksuelle plastindustri har også opnået en betydelig udvikling i de senere år.

Plastmodifikation henviser til ændring af plastmaterialers egenskaber i den retning, som folk forventer gennem fysiske, kemiske eller begge metoder, eller til væsentligt at reducere omkostningerne eller til at forbedre visse egenskaber eller til at give plast Nye materialefunktioner. Modifikationsprocessen kan forekomme under polymerisationen af den syntetiske harpiks, det vil sige kemisk modifikation, såsom copolymerisation, podning, tværbinding osv., Kan også udføres under behandlingen af den syntetiske harpiks, det vil sige fysisk modifikation, såsom fyldning, co-blanding, forbedring osv.

Hvad er metoderne til plastisk modifikation?

1. Påfyldningsændring (mineralfyldning)

Ved at tilføje uorganisk mineralsk (organisk) pulver til almindelig plast kan plastmaterialernes stivhed, hårdhed og varmebestandighed forbedres. Der er mange typer fyldstoffer, og deres egenskaber er ekstremt komplekse.

Rollen af plastfyldstoffer: forbedrer plastikforarbejdningsydelsen, forbedrer fysiske og kemiske egenskaber, øger volumen og reducerer omkostninger.

Krav til plastadditiver:

(1) Kemiske egenskaber er inaktive, inerte og reagerer ikke negativt med harpiks og andre additiver;

(2) Påvirker ikke plastens vandmodstand, kemiske modstand, vejrbestandighed, varmebestandighed osv.

(3) Reducerer ikke plastens fysiske egenskaber;

(4) Kan fyldes i store mængder;

(5) Den relative densitet er lille og har ringe effekt på produktets densitet.

2. Forbedret modifikation (glasfiber / kulfiber)

Forstærkningsforanstaltninger: ved tilsætning af fibrøse materialer såsom glasfiber og kulfiber.

Forbedringseffekt: det kan forbedre materialets stivhed, styrke, hårdhed og varmebestandighed markant,

Bivirkninger af modifikation: Men mange materialer vil medføre dårlig overflade og lavere forlængelse ved brud.

Forbedringsprincip:

(1) Forstærkede materialer har højere styrke og modul;

(2) Harpiks har mange iboende fremragende fysiske og kemiske egenskaber (korrosionsbestandighed, isolering, strålingsmodstand, øjeblikkelig ablationsbestandighed ved høj temperatur osv.) Og behandlingsegenskaber;

(3) Efter at harpiksen er blandet med armeringsmaterialet, kan armeringsmaterialet forbedre harpiksens mekaniske eller andre egenskaber, og harpiksen kan spille rollen som binding og overførsel af belastning til armeringsmaterialet, så den forstærkede plast har fremragende egenskaber.

3. Hærdningsmodifikation

Mange materialer er ikke hårde nok og for skøre. Ved at tilføje materialer med bedre sejhed eller ultrafine uorganiske materialer kan materialets sejhed og ydeevne ved lave temperaturer øges.

Hærdningsmiddel: For at reducere plastens skørhed efter hærdning og forbedre dets slagstyrke og forlængelse tilsættes et additiv til harpiksen.

Almindeligt anvendte hærdningsmidler - for det meste maleinsyreanhydridpodningskompatibiliseringsmiddel:

Ethylen-vinylacetatcopolymer (EVA)

Polyolefin elastomer (POE)

Chloreret polyethylen (CPE)

Acrylonitril-butadien-styren-copolymer (ABS)

Styren-butadien termoplastisk elastomer (SBS)

EPDM (EPDM)

4. Flammehæmmende modifikation (halogenfri flammehæmmende middel)

I mange industrier såsom elektroniske apparater og biler kræves det, at materialer har flammehæmning, men mange plastråvarer har lav flammehæmning. Forbedret flammehæmning kan opnås ved tilsætning af flammehæmmere.

Flammehæmmende stoffer: også kendt som flammehæmmende, brandhæmmende eller brandhæmmende, funktionelle additiver, der giver brandhæmmende egenskaber til brandfarlige polymerer; de fleste af dem er VA (fosfor), VIIA (brom, klor) og forbindelser af ⅢA (antimon, aluminium) -elementer.

Molybdænforbindelser, tinforbindelser og jernforbindelser med røgdæmpende virkning hører også til kategorien flammehæmmende stoffer. De bruges hovedsageligt til plast med flammehæmmende krav for at forsinke eller forhindre afbrænding af plast, især polymerplast. Gør det længere at antænde, selvslukkende og vanskeligt at antænde.

Flammehæmmende plastkvalitet: fra HB, V-2, V-1, V-0, 5VB til 5VA trin for trin.

5. Modstand mod vejrbestandighed (anti-aging, anti-ultraviolet, modstand mod lav temperatur)

Henviser generelt til den kolde modstandsdygtighed af plast ved lave temperaturer. På grund af plastens iboende lavtemperaturskørhed bliver plast skørt ved lave temperaturer. Derfor kræves det generelt, at mange plastprodukter, der anvendes i miljøer med lav temperatur, har kuldebestandighed.

Vejrbestandighed: henviser til en række ældningsfænomener såsom falmning, misfarvning, revner, kridtning og styrkereduktion af plastprodukter på grund af indflydelse af eksterne forhold såsom sollys, temperaturændringer, vind og regn. Ultraviolet stråling er en nøglefaktor til at fremme plastisk ældning.

6. Modificeret legering

Plastlegering er brugen af fysisk blanding eller kemisk podning og copolymerisationsmetoder til at forberede to eller flere materialer til et højtydende, funktionelt og specialiseret nyt materiale for at forbedre ydelsen af et materiale eller har begge Formålet med materialegenskaber. Det kan forbedre eller forbedre ydelsen for eksisterende plast og reducere omkostningerne.

Generelle plastlegeringer: såsom PVC, PE, PP, PS legeringer er meget udbredt, og produktionsteknologien er generelt mestret.

Engineering plastlegering: refererer til blandingen af engineering plast (harpiks), hovedsageligt inklusive blandesystemet med PC, PBT, PA, POM (polyoxymethylen), PPO, PTFE (polytetrafluorethylen) og anden engineering plast som hoveddelen, og ABS harpiks modificerede materialer.

Vækstraten for brugen af PC / ABS-legeringer ligger i forgrunden inden for plastfeltet. På nuværende tidspunkt er forskningen i PC / ABS-legering blevet et forskningshotspot af polymerlegeringer.

7. Zirconiumphosphat modificeret plast

1) Fremstilling af polypropylen PP / organisk modificeret zirconiumphosphat OZrP-komposit ved smelteblandingsmetode og dens anvendelse i teknisk plast

Først omsættes octadecyldimethyl-tertiær amin (DMA) med α-zirconiumphosphat til opnåelse af organisk modificeret zirconiumphosphat (OZrP), og derefter smeltes OZrP med polypropylen (PP) til fremstilling af PP / OZrP-kompositter. Når OZrP med en massefraktion på 3% tilsættes, kan trækstyrken, slagstyrken og bøjningsstyrken af PP / OZrP-kompositten øges med henholdsvis 18. 2%, 62. 5% og 11. 3% sammenlignet med det rene PP-materiale. Den termiske stabilitet forbedres også betydeligt. Dette skyldes, at den ene ende af DMA interagerer med uorganiske stoffer for at danne en kemisk binding, og den anden ende af den lange kæde er fysisk viklet ind i PP-molekylkæden for at øge trækstyrken af kompositten. Den forbedrede slagstyrke og termiske stabilitet skyldes det zirconiumphosphat-inducerede PP til at producere β-krystaller. For det andet øger interaktionen mellem det modificerede PP og zirconiumphosphatlagene afstanden mellem zirconiumphosphatlagene og bedre dispersion, hvilket resulterer i øget bøjningsstyrke. Denne teknologi hjælper med at forbedre ydeevnen for teknisk plast.

2) Polyvinylalkohol / α-zirconiumphosphat nanokomposit og dets anvendelse i flammehæmmende materialer

Polyvinylalkohol / α-zirconiumphosphat-nanokompositter kan hovedsageligt anvendes til fremstilling af flammehæmmende materialer. vejen er:

For det første bruges tilbagesvalingsmetoden til at fremstille α-zirconiumphosphat.

I henhold til forholdet mellem væske og fast stof på 100 ml / g, tag kvantitativt α-zirconiumphosphatpulver og disperger det i deioniseret vand, tilsæt vandig ethylaminopløsning dråbevis under magnetisk omrøring ved stuetemperatur, tilsæt derefter kvantitativ diethanolamin og ultralydsbehandling til forberedelse af ZrP -OH vandig opløsning.

③ Opløs en vis mængde polyvinylalkohol (PVA) i 90 ℃ deioniseret vand for at fremstille en 5% opløsning, tilsæt en kvantitativ vandig ZrP-OH-opløsning, fortsæt med omrøring i 6-10 timer, afkøl opløsningen og hæld den i formen lufttørre ved stuetemperatur, der kan dannes en tynd film på ca. 0,15 mm.

Tilsætningen af ZrP-OH reducerer den oprindelige nedbrydningstemperatur for PVA signifikant og hjælper samtidig med at fremme carboniseringsreaktionen af PVA-nedbrydningsprodukter. Dette skyldes, at den polyanion, der dannes under nedbrydningen af ZrP-OH, fungerer som et protonsyrested for at fremme forskydningsreaktionen af PVA-syregruppen gennem Norrish II-reaktionen. Karboniseringsreaktionen af nedbrydningsprodukterne af PVA forbedrer carbonlagets oxidationsmodstand og forbedrer derved det sammensatte materiales flammehæmmende ydeevne.

3) Polyvinylalkohol (PVA) / oxideret stivelse / α-zirconiumphosphat nanokomposit og dets rolle i forbedring af mekaniske egenskaber

Α-Zirconiumphosphat blev syntetiseret ved sol-gel-tilbagesvalingsmetode, organisk modificeret med n-butylamin, og OZrP og PVA blev blandet til fremstilling af PVA / α-ZrP nanokomposit. Forbedre de sammensatte materiales mekaniske egenskaber effektivt. Når PVA-matrixen indeholder 0,8 masseprocent α-ZrP, øges trækstyrken og brudforlængelsen af kompositmaterialet med henholdsvis 17. 3% og 26. Sammenlignet med henholdsvis ren PVA. 6%. Dette skyldes, at α-ZrP hydroxyl kan producere stærk hydrogenbinding med stivelsesmolekylær hydroxyl, hvilket fører til forbedrede mekaniske egenskaber. Samtidig forbedres den termiske stabilitet også markant.

4) Polystyren / organisk modificeret zirconiumphosphatkompositmateriale og dets anvendelse i nanokompositmaterialer med høj temperaturbehandling

α-Zirconiumphosphat (α-ZrP) understøttes forud af methylamin (MA) for at opnå MA-ZrP-opløsning, og derefter tilsættes den syntetiserede p-chlormethylstyren (DMA-CMS) opløsning til MA-ZrP-opløsningen og omrøres ved stuetemperatur 2 d, produktet filtreres, de faste stoffer vaskes med destilleret vand for at påvise intet klor og tørres i vakuum ved 80 ° C i 24 timer. Endelig fremstilles kompositten ved massepolymerisation. Under bulkpolymerisationen kommer en del af styren ind mellem zirconiumphosphatlaminaterne, og der opstår en polymerisationsreaktion. Produktets termiske stabilitet forbedres betydeligt, kompatibiliteten med polymerlegemet er bedre, og det kan opfylde kravene til højtemperaturbehandling af nanokompositmaterialer.