Plastikas yra medžiaga, kurios pagrindinis komponentas yra didelis polimeras. Jį sudaro sintetinės dervos ir užpildai, plastifikatoriai, stabilizatoriai, tepalai, pigmentai ir kiti priedai. Gaminant ir perdirbant, jis yra skystos būsenos, kad būtų lengviau modeliuoti. Baigus perdirbimą, jis yra tvirtos formos.

Pagrindinis plastiko komponentas yra sintetinė derva. Dervos iš pradžių pavadintos pagal gyvūnų ir augalų išskiriamus lipidus, tokius kaip kanifolija, šelakas ir kt. Sintetinės dervos (kartais tiesiog vadinamos „dervomis“) reiškia polimerus, kurie nebuvo maišomi su įvairiais priedais. Derva sudaro apie 40–100% viso plastiko svorio. Pagrindines plastiko savybes daugiausia lemia dervos savybės, tačiau svarbų vaidmenį vaidina ir priedai.



Kodėl reikėtų modifikuoti plastiką?

Vadinamasis „plastinis modifikavimas“ reiškia metodą, kaip pakeisti jo pradinę eksploatacinę savybę ir pagerinti vieną ar daugiau aspektų, į plastikinę dervą pridedant vieną ar daugiau kitų medžiagų, taip pasiekiant tikslą išplėsti jo taikymo sritį. Modifikuotos plastikinės medžiagos bendrai vadinamos „modifikuotais plastikais“.

Iki šiol plastikų chemijos pramonės tyrimai ir plėtra sintetino tūkstančius polimerinių medžiagų, iš kurių tik daugiau nei 100 yra pramoninės vertės. Daugiau nei 90% dervos medžiagų, dažniausiai naudojamų plastikuose, yra sutelktos penkiose dervose (PE, PP, PVC, PS, ABS). Šiuo metu labai sunku toliau sintetinti daug naujų polimerinių medžiagų, kurios nėra nei ekonomiškas, nei realus.

Todėl nuodugnus polimero sudėties, struktūros ir eksploatacinių savybių santykio tyrimas ir šiuo pagrindu esamo plastiko modifikavimas, siekiant pagaminti tinkamas naujas plastikines medžiagas, tapo vienu iš efektyviausių būdų plėtoti plastikų pramonę. Pastaraisiais metais seksualinės plastikos pramonė taip pat pasiekė didelę plėtrą.

Plastiko modifikacija - tai plastikinių medžiagų savybių keitimas žmonių norima kryptimi fizikiniais, cheminiais ar abiem būdais, arba žymiai sumažinant išlaidas, arba siekiant pagerinti tam tikras savybes, arba suteikti plastikams naujų medžiagų funkcijų. Modifikavimo procesas gali įvykti sintetinės dervos polimerizacijos metu, tai yra, cheminis modifikavimas, toks kaip kopolimerizacija, skiepijimas, kryžminis sujungimas ir kt., Taip pat gali būti atliekamas apdorojant sintetinę dervą, tai yra fizinis modifikavimas, pvz., užpildymas, maišymas, stiprinimas ir kt.

Kokie yra plastinės modifikacijos metodai?

1. Užpildo modifikavimas (mineralinis įdaras)

Į paprastus plastikus pridedant neorganinių mineralinių (organinių) miltelių, galima pagerinti plastikinių medžiagų standumą, kietumą ir atsparumą karščiui. Yra daugybė užpildų rūšių ir jų savybės yra labai sudėtingos.

Plastiko užpildų vaidmuo: pagerinti plastiko apdorojimo efektyvumą, pagerinti fizines ir chemines savybes, padidinti tūrį ir sumažinti išlaidas.

Reikalavimai plastikiniams priedams:

(1) Cheminės savybės yra neaktyvios, inertiškos ir neigiamai nereaguoja su derva ir kitais priedais;

(2) neturi įtakos plastiko atsparumui vandeniui, cheminiam atsparumui, atsparumui oro sąlygoms, atsparumui karščiui ir kt.

(3) nesumažina fizikinių plastiko savybių;

(4) galima užpildyti dideliais kiekiais;

(5) Santykinis tankis yra mažas ir turi mažai įtakos produkto tankiui.

2. Patobulinta modifikacija (stiklo pluoštas / anglies pluoštas)

Sustiprinimo priemonės: pridedant pluoštinių medžiagų, tokių kaip stiklo pluoštas ir anglies pluoštas.

Pagerinimo efektas: tai gali žymiai pagerinti medžiagos standumą, stiprumą, kietumą ir atsparumą šilumai,

Neigiamas modifikacijos poveikis: Tačiau dėl daugelio medžiagų blogas paviršiaus paviršius ir mažesnis pailgėjimas lūžio metu.

Patobulinimo principas:

(1) sustiprintos medžiagos turi didesnį stiprumą ir modulį;

(2) derva turi daug būdingų puikių fizinių ir cheminių (atsparumas korozijai, izoliacija, atsparumas radiacijai, momentinis atsparumas aukštos temperatūros abliacijai ir kt.) Ir apdorojimo savybes;

(3) Po to, kai derva sumaišoma su sutvirtinančia medžiaga, sutvirtinanti medžiaga gali pagerinti mechanines ar kitas dervos savybes, o derva gali atlikti rišimo ir apkrovos perkėlimo į armavimo medžiagą vaidmenį taip, kad sustiprintas plastikas puikios savybės.

3. Grūdinimo modifikacija

Daugelis medžiagų nėra pakankamai tvirtos ir per trapios. Pridedant geresnio kietumo medžiagų arba ypač smulkių neorganinių medžiagų, galima padidinti medžiagų atsparumą ir efektyvumą žemoje temperatūroje.

Grūdinimo priemonė: Siekiant sumažinti plastiko trapumą po sukietėjimo ir pagerinti jo atsparumą smūgiams bei pailgėjimą, į dervą dedamas priedas.

Dažniausiai naudojamos grūdinimo priemonės, daugiausia maleino rūgšties anhidrido skiepijimo suderinamumas:

Etileno-vinilacetato kopolimeras (EVA)

Poliolefino elastomeras (POE)

Chlorintas polietilenas (CPE)

Akrilnitrilo-butadieno-stireno kopolimeras (ABS)

Termoplastinis stireno-butadieno elastomeras (SBS)

EPDM (EPDM)

4. Antipireno modifikacija (antipirenas be halogeno)

Daugelyje pramonės šakų, tokių kaip elektroniniai prietaisai ir automobiliai, reikalaujama, kad medžiagos būtų atsparios liepsnai, tačiau daugeliui plastikinių žaliavų yra mažas antipirenas. Pagerintą antipireną galima pasiekti pridedant antipirenų.

Antipirenai: taip pat žinomi kaip antipirenai, antipirenai ar antipirenai, funkciniai priedai, suteikiantys liepsną degiems polimerams; dauguma jų yra VA (fosforas), VIIA (bromas, chloras) ir ⅢA (stibio, aliuminio) elementų junginiai.

Molibdeno junginiai, alavo junginiai ir geležies junginiai, turintys dūmus slopinantį poveikį, taip pat priklauso antipirenų kategorijai. Jie daugiausia naudojami plastikams, kuriems taikomi liepsnos slopinimo reikalavimai, siekiant atitolinti ar užkirsti kelią plastikų, ypač polimerinių, degimui. Padarykite ilgiau užsidegantį, savaime gesinantį ir sunkiai užsidegantį.

Plastikiniai antipirenų laipsniai: nuo HB, V-2, V-1, V-0, 5VB iki 5VA žingsnis po žingsnio.

5. Atsparumo oro sąlygoms modifikavimas (senėjimas, ultravioletiniai spinduliai, atsparumas žemai temperatūrai)

Paprastai tai reiškia plastikų atsparumą šalčiui esant žemai temperatūrai. Dėl būdingo žemos temperatūros plastikų trapumo, esant žemai temperatūrai, plastikas tampa trapus. Todėl daugeliui plastikinių gaminių, naudojamų žemoje temperatūroje, paprastai turi būti atsparus šalčiui.

Atsparumas oro sąlygoms reiškia daugybę senėjimo reiškinių, tokių kaip blukimas, spalvos pakitimas, įtrūkimai, kreida ir plastiko gaminių stiprumo sumažėjimas dėl išorinių sąlygų, tokių kaip saulės šviesa, temperatūros pokyčiai, vėjas ir lietus, įtakos. Ultravioletinė spinduliuotė yra pagrindinis veiksnys, skatinantis plastiko senėjimą.

6. Modifikuotas lydinys

Plastiko lydinys yra fizinio maišymo arba cheminio skiepijimo ir kopolimerizacijos metodų naudojimas, norint paruošti dvi ar daugiau medžiagų į aukštos kokybės, funkcinę ir specializuotą naują medžiagą, siekiant pagerinti vienos medžiagos eksploatacines savybes arba turėti tiek medžiagų savybių tikslą. Tai gali pagerinti arba pagerinti esamų plastikų veikimą ir sumažinti išlaidas.

Bendrieji plastiko lydiniai: tokie kaip PVC, PE, PP, PS lydiniai yra plačiai naudojami, o gamybos technologija paprastai įvaldyta.

Inžinerinis plastiko lydinys: tai inžinerinių plastikų (dervos) mišinys, daugiausia apimantis maišymo sistemą su PC, PBT, PA, POM (polioksimetilenu), PPO, PTFE (politetrafluoretilenu) ir kitais inžineriniais plastikais, kaip pagrindinį korpusą, ir ABS dervą modifikuotos medžiagos.

Plastikų srityje pirmauja PC / ABS lydinių naudojimo augimo tempas. Šiuo metu PC / ABS legiravimo tyrimai tapo polimerinių lydinių tyrimo tašku.

7. Modifikuotas cirkonio fosfatas plastikas

1) Polipropileno PP / organinio modifikuoto cirkonio fosfato OZrP kompozito paruošimas lydant maišymo metodą ir jo naudojimas inžineriniuose plastikuose

Pirmiausia oktadecildimetiltercinis aminas (DMA) reaguojamas su α-cirkonio fosfatu, kad gautų organiškai modifikuotą cirkonio fosfatą (OZrP), o tada OZrP yra lydomas, sumaišomas su polipropilenu (PP), kad būtų paruošti PP / OZrP kompozitai. Pridedant OZrP, kurio masės dalis yra 3%, PP / OZrP kompozito tempiamąjį stiprį, smūgio stiprumą ir lenkimo stiprumą galima padidinti atitinkamai 18, 2, 62, 5 ir 11, 3 proc. palyginti su gryna PP medžiaga. Taip pat žymiai pagerėja šiluminis stabilumas. Taip yra dėl to, kad vienas DMA galas sąveikauja su neorganinėmis medžiagomis, kad susidarytų cheminis ryšys, o kitas ilgosios grandinės galas fiziškai susipina su PP molekuline grandine, kad padidėtų kompozito tempimo stipris. Pagerėjusį smūgio stiprumą ir šiluminį stabilumą lemia cirkonio fosfato sukeltas PP, gaminantis β kristalus. Antra, sąveika tarp modifikuoto PP ir cirkonio fosfato sluoksnių padidina atstumą tarp cirkonio fosfato sluoksnių ir geresnę dispersiją, todėl padidėja lenkimo jėga. Ši technologija padeda pagerinti inžinerinių plastikų eksploatacines savybes.

2) Polivinilo alkoholis / α-cirkonio fosfato nanokompozitas ir jo naudojimas antipireninėse medžiagose

Polivinilo alkoholio / α-cirkonio fosfato nanokompozitai daugiausia gali būti naudojami liepsną slopinančioms medžiagoms gaminti. būdas yra:

① Pirmiausia, norint paruošti α-cirkonio fosfatą, naudojamas refliukso metodas.

Ording Pagal skysčių ir kietųjų medžiagų santykį 100 ml / g, paimkite kiekybinius α-cirkonio fosfato miltelius ir juos išsklaidykite dejonizuotame vandenyje, kambario temperatūroje magnetiniu būdu maišydami lašinkite vandeninį etilamino tirpalą, tada įpilkite kiekybinio dietanolamino ir gydykite ultragarsu. -OH vandeninis tirpalas.

③Ištirpinkite tam tikrą kiekį polivinilo alkoholio (PVA) 90 ℃ dejonizuotame vandenyje, kad gautumėte 5% tirpalą, įpilkite kiekybinio ZrP-OH vandeninio tirpalo, toliau maišykite 6–10 valandų, tirpalą atvėsinkite ir supilkite į formą. ore išdžiūti kambario temperatūroje. Gali susidaryti plona maždaug 0,15 mm plėvelė.

Pridedant ZrP-OH, žymiai sumažėja pradinė PVA skilimo temperatūra ir tuo pačiu metu skatinama PVA skilimo produktų karbonizacijos reakcija. Taip yra dėl to, kad polianionas, susidarantis skaidant ZrP-OH, veikia kaip protonų rūgšties vieta, skatinanti PVA rūgšties grupės kirpimo reakciją per Norrish II reakciją. PVA skilimo produktų karbonizacijos reakcija pagerina anglies sluoksnio atsparumą oksidacijai ir taip pagerina sudėtinės medžiagos antipireno savybes.

3) Polivinilo alkoholis (PVA) / oksiduotas krakmolas / α-cirkonio fosfato nanokompozitas ir jo vaidmuo gerinant mechanines savybes

Α-cirkonio fosfatas buvo susintetintas sol-gelio refliukso metodu, organiškai modifikuotas n-butilaminu, o OZrP ir PVA buvo sumaišyti, kad gautų PVA / α-ZrP nanokompozitą. Efektyviai pagerinkite mechanines kompozicinės medžiagos savybes. Kai PVA matricoje yra 0,8% masės α-ZrP, kompozicinės medžiagos atsparumas tempimui ir pailgėjimas lūžio metu padidėja atitinkamai 17,3% ir 26. Palyginti su grynu PVA. 6%. Taip yra todėl, kad α-ZrP hidroksilas gali sukelti stiprų vandenilio ryšį su krakmolo molekuliniu hidroksilu, o tai pagerina mechanines savybes. Tuo pačiu metu žymiai padidėja šiluminis stabilumas.

4) Polistireno / organinio modifikuoto cirkonio fosfato kompozicinė medžiaga ir jos taikymas apdorojant nanokompozito medžiagas aukštoje temperatūroje

α-cirkonio fosfatas (α-ZrP) iš anksto palaikomas metilaminu (MA), kad gautų MA-ZrP tirpalą, o tada susintetintas p-chlorometiltirolo (DMA-CMS) tirpalas pridedamas prie MA-ZrP tirpalo ir maišomas kambario temperatūra 2 d., produktas filtruojamas, kietosios medžiagos plaunamos distiliuotu vandeniu, kad nebūtų chloro, ir 24 valandas džiovinamos vakuume 80 ° C temperatūroje. Galiausiai kompozitas paruošiamas biria polimerizacija. Masinės polimerizacijos metu dalis stireno patenka tarp cirkonio fosfato laminatų ir įvyksta polimerizacijos reakcija. Produkto šiluminis stabilumas yra žymiai pagerintas, geresnis suderinamumas su polimero korpusu ir jis gali atitikti nanokompozito medžiagų aukštos temperatūros apdorojimo reikalavimus.