Plastika je materijal s visokim polimerom kao glavnom komponentom. Sastoji se od sintetičke smole i punila, plastifikatora, stabilizatora, maziva, pigmenata i drugih aditiva. Tijekom proizvodnje i obrade je u fluidnom stanju kako bi se olakšalo modeliranje. Čvrst je po završetku obrade.

Glavna komponenta plastike je sintetička smola. Smole su izvorno nazvane po lipidima koje izlučuju životinje i biljke, poput kolofonija, šelaka itd. Sintetičke smole (ponekad se jednostavno nazivaju i "smole") odnose se na polimere koji nisu pomiješani s raznim aditivima. Smola čini oko 40% do 100% ukupne težine plastike. Osnovna svojstva plastike uglavnom se određuju svojstvima smole, ali aditivi takođe igraju važnu ulogu.



Zašto bi se plastika modifikovala?

Takozvana "modifikacija plastike" odnosi se na metodu promjene izvornih performansi i poboljšanje jednog ili više aspekata dodavanjem jedne ili više drugih supstanci u plastičnu smolu, čime se postiže svrha proširivanja njenog područja primjene. Modificirani plastični materijali zajednički se nazivaju "modificirana plastika".

Do sada su istraživanje i razvoj hemijske industrije plastike sintetizirali hiljade polimernih materijala, od kojih je samo više od 100 industrijske vrijednosti. Više od 90% smolastih materijala koji se obično koriste u plastikama koncentrirano je u pet općih smola (PE, PP, PVC, PS, ABS) Trenutno je vrlo teško nastaviti sintetizirati veliki broj novih polimernih materijala, koji nije ni ekonomski ni realno.

Stoga je dubinsko proučavanje odnosa polimernog sastava, strukture i performansi i modifikacija postojeće plastike na ovoj osnovi, kako bi se proizveli odgovarajući novi plastični materijali, postalo jedan od učinkovitih načina za razvoj industrije plastike. Industrija seksualne plastike također je postigla značajan razvoj posljednjih godina.

Modifikacija plastike odnosi se na promjenu svojstava plastičnih materijala u smjeru koji ljudi očekuju fizičkim, hemijskim ili objema metodama, ili kako bi se značajno smanjili troškovi, ili poboljšala određena svojstva, ili plastika dobila novim funkcijama materijala. Postupak modifikacije može se dogoditi tijekom polimerizacije sintetičke smole, odnosno kemijska modifikacija, poput kopolimerizacije, kalemljenja, umrežavanja itd., Također se može provesti tijekom obrade sintetičke smole, odnosno fizičke modifikacije, kao npr. punjenje, zajedničko miješanje, pojačavanje itd.

Koje su metode modifikacije plastike?

1. Modifikacija punjenja (mineralno punjenje)

Dodavanjem anorganskog mineralnog (organskog) praha u obične plastične mase može se poboljšati krutost, tvrdoća i otpornost na toplotu plastičnih materijala. Postoji mnogo vrsta punila i njihova su svojstva izuzetno složena.

Uloga plastičnih punila: poboljšavaju performanse obrade plastike, poboljšavaju fizička i hemijska svojstva, povećavaju količinu i smanjuju troškove.

Zahtjevi za plastične aditive:

(1) Hemijska svojstva su neaktivna, inertna i ne reagiraju štetno sa smolom i drugim aditivima;

(2) Ne utječe na vodootpornost, kemijsku otpornost, vremensku otpornost, otpornost na toplinu itd. Plastike;

(3) Ne smanjuje fizička svojstva plastike;

(4) Može se puniti u velikim količinama;

(5) Relativna gustina je mala i malo utječe na gustinu proizvoda.

2. Poboljšana modifikacija (staklena vlakna / karbonska vlakna)

Mjere pojačanja: dodavanjem vlaknastih materijala poput staklenih vlakana i ugljičnih vlakana.

Učinak poboljšanja: može značajno poboljšati krutost, čvrstoću, tvrdoću i otpornost materijala na toplinu,

Štetni efekti modifikacije: Ali mnogi materijali će uzrokovati lošu površinu i niže izduženje pri pucanju.

Princip poboljšanja:

(1) Ojačani materijali imaju veću čvrstoću i modul;

(2) Smola ima mnoga svojstvena izvrsna fizička i kemijska svojstva (otpornost na koroziju, izolaciju, otpornost na zračenje, trenutnu otpornost na ablaciju na visokoj temperaturi, itd.) I svojstva obrade;

(3) Nakon što se smola spoji s materijalom za ojačanje, materijal za ojačanje može poboljšati mehanička ili druga svojstva smole, a smola može igrati ulogu vezivanja i prenošenja tereta na materijal za ojačanje, tako da ojačana plastika ima odlična svojstva.

3. Modifikacija kaljenja

Mnogi materijali nisu dovoljno žilavi i previše lomljivi. Dodavanjem materijala s boljom žilavošću ili ultrafinih anorganskih materijala može se povećati žilavost i performanse materijala na niskim temperaturama.

Sredstvo za kaljenje: Da bi se smanjila krhkost plastike nakon stvrdnjavanja i poboljšala njena udarna čvrstoća i izduženje, smoli se dodaje aditiv.

Često korišćeni agensi za kaljenje - uglavnom kompatibilizator za kalemljenje anhidrida maleinske kiseline:

Etilen-vinil acetat kopolimer (EVA)

Poliolefinski elastomer (POE)

Klorirani polietilen (CPE)

Akrilonitril-butadien-stiren kopolimer (ABS)

Termoplastični elastomer stiren-butadien (SBS)

EPDM (EPDM)

4. Modifikacija usporivača gorenja (bezhalogeni usporivač gorenja)

U mnogim industrijama poput elektroničkih uređaja i automobila, materijali moraju imati usporivanje gorenja, ali mnoge plastične sirovine imaju nisku otpornost plamena. Poboljšana usporavanje gorenja može se postići dodavanjem usporivača gorenja.

Usporivači gorenja: poznati i kao usporivači gorenja, usporivači gorenja ili usporivači požara, funkcionalni aditivi koji daju zapaljivu zapaljivost polimerima; većina njih su VA (fosfor), VIIA (brom, klor) i Jedinjenja ⅢA (antimon, aluminijum).

Molibdenovi spojevi, spojevi kalaja i jedinjenja gvožđa sa efektima suzbijanja dima takođe spadaju u kategoriju usporivača plamena. Uglavnom se koriste za plastiku sa zahtjevima usporavanja plamena za odgađanje ili sprečavanje sagorijevanja plastike, posebno polimerne plastike. Neka bude duže za paljenje, samogasivo i teško zapaljivo.

Plastični razred usporavanja plamena: od HB, V-2, V-1, V-0, 5VB do 5VA korak po korak.

5. Modifikacija otpornosti na vremenske uvjete (otpornost na starenje, protu ultraljubičasto zračenje, otpornost na niske temperature)

Generalno se odnosi na otpornost plastike na hladnoću na niskim temperaturama. Zbog svojstvene krhkosti plastike na niskim temperaturama, plastika postaje lomljiva na niskim temperaturama. Stoga se od mnogih plastičnih proizvoda koji se koriste u okruženjima s niskim temperaturama obično mora postojati hladnoća.

Otpornost na vremenske utjecaje: odnosi se na niz pojava starenja kao što su blijeđenje, promjena boje, pucanje, kreda i smanjenje čvrstoće plastičnih proizvoda zbog utjecaja vanjskih uvjeta kao što su sunčeva svjetlost, promjene temperature, vjetar i kiša. Ultraljubičasto zračenje je ključni faktor u promociji starenja plastike.

6. Modificirana legura

Legura plastike je upotreba metoda fizičkog miješanja ili kemijskog kalemljenja i kopolimerizacije za pripremu dva ili više materijala u nove performanse, funkcionalne i specijalizirane nove materijale koji poboljšavaju performanse jednog materijala ili imaju obje Svrha svojstava materijala. Može poboljšati ili poboljšati performanse postojeće plastike i smanjiti troškove.

Općenito legure plastike: poput legura PVC-a, PE-a, PP-a, PS-a široko se koriste, a tehnologija proizvodnje je uglavnom savladana.

Legura inženjerske plastike: odnosi se na mješavinu inženjerske plastike (smole), koja uglavnom uključuje sistem miješanja s PC-om, PBT-om, PA-om, POM-om (polioksimetilen), PPO-om, PTFE-om (politetrafluoretilen) i ostalim inženjerskim plastikama kao glavnim dijelom i ABS smolom modificirani materijali.

Stopa rasta upotrebe PC / ABS legure je u prvom planu na polju plastike. Trenutno je istraživanje legura PC / ABS postalo žarište istraživanja polimernih legura.

7. Plastika modifikovana cirkonijum-fosfatom

1) Priprema kompozita polipropilena PP / organskog modifikovanog cirkonijum-fosfata OZrP metodom stapanja i njegova primena u inženjerskoj plastici

Prvo, oktadecil-dimetil-tercijarni amin (DMA) reagira s α-cirkonij-fosfatom da bi se dobio organski modificirani cirkonij-fosfat (OZrP), a zatim se OZrP istopi s polipropilenom (PP) za pripremu PP / OZrP kompozita. Kada se doda OZrP s masenim udjelom od 3%, vlačna čvrstoća, čvrstoća na udar i čvrstoća na savijanje kompozita PP / OZrP mogu se povećati za 18, 2%, 62. 5%, odnosno 11, 3%, u poređenju sa čistim PP materijalom. Termička stabilnost je takođe značajno poboljšana. To je zato što jedan kraj DMA komunicira s anorganskim supstancama da bi stvorio kemijsku vezu, a drugi kraj dugog lanca fizički je zapetljan s molekularnim lancem PP da bi se povećala vlačna čvrstoća kompozita. Poboljšana čvrstoća na udar i toplotna stabilnost su posljedica PP-a izazvanog cirkonij-fosfatom koji proizvodi β kristale. Drugo, interakcija između modificiranog PP i slojeva cirkonij fosfata povećava udaljenost između slojeva cirkonij fosfata i bolju disperziju, što rezultira povećanom čvrstoćom na savijanje. Ova tehnologija pomaže u poboljšanju performansi inženjerske plastike.

2) Nanokompozit polivinil alkohol / α-cirkonijum fosfat i njegova primjena u vatrostalnim materijalima

Nanokompoziti polivinil alkohol / α-cirkonijum fosfat mogu se uglavnom koristiti za pripremu materijala koji usporavaju plamen. način je:

① Prvo se koristi metoda refluksa za pripremu α-cirkonijum fosfata.

② Prema omjeru tečnost-čvrsta supstanca od 100 ml / g, uzmite kvantitativni prah α-cirkonijum-fosfata i rastvorite ga u dejonizovanoj vodi, dodajte kap po kap vodene otopine etilamin-a uz magnetno miješanje na sobnoj temperaturi, zatim dodajte količinski dietanolamin i ultrazvučno tretirajte za pripremu ZrP -OH vodeni rastvor.

③Otopite određenu količinu polivinil alkohola (PVA) u 90 ℃ deioniziranoj vodi da napravite 5% otopinu, dodajte kvantitativnu vodenu otopinu ZrP-OH, nastavite miješati 6-10 sati, ohladite otopinu i ulijte u kalup da se suh na zraku na sobnoj temperaturi, može se stvoriti tanki film od oko 0,15 mm.

Dodatak ZrP-OH značajno smanjuje početnu temperaturu razgradnje PVA, a istovremeno pomaže u promicanju reakcije karbonizacije proizvoda razgradnje PVA. To je zato što polianion nastao tijekom razgradnje ZrP-OH djeluje kao mjesto protonske kiseline da pospješuje reakciju smicanja PVA kiselinske grupe kroz Norrish II reakciju. Reakcija karbonizacije produkata razgradnje PVA poboljšava otpornost sloja ugljika na oksidaciju, poboljšavajući tako svojstva kompozita koji usporavaju plamen.

3) Polivinil alkohol (PVA) / oksidisani skrob / α-cirkonijum fosfat nanokompozit i njegova uloga u poboljšanju mehaničkih svojstava

Α-cirkonijum-fosfat je sintetiziran sol-gel metodom refluksa, organski modificiran s n-butilaminom, a OZrP i PVA su pomiješani kako bi se dobio PVA / α-ZrP nanokompozit. Efikasno poboljšava mehanička svojstva kompozitnog materijala. Kada PVA matrica sadrži 0,8 masenih% α-ZrP, vlačna čvrstoća i istezanje pri prekidu kompozitnog materijala povećavaju se za 17, 3% i 26. U usporedbi s čistim PVA, respektivno. 6%. To je zato što α-ZrP hidroksil može proizvesti jaku vodoničnu vezu sa molekularnim hidroksilom skroba, što dovodi do poboljšanih mehaničkih svojstava. Istovremeno, toplotna stabilnost je takođe značajno poboljšana.

4) Kompozitni materijal polistiren / organski modifikovani cirkonijum fosfat i njegova primena u visokotemperaturnoj obradi nanokompozitnih materijala

α-cirkonijum-fosfat (α-ZrP) je prethodno poduprt metilaminom (MA) da se dobije otopina MA-ZrP, a zatim se sintetizovani rastvor p-klormetil stirena (DMA-CMS) dodaje u otopinu MA-ZrP i miješa na sobne temperature 2 d, proizvod se filtrira, čvrste supstance isperu destiliranom vodom da ne detektuje klor i suše u vakuumu na 80 ° C tokom 24 sata. Napokon, kompozit se priprema rasulom polimerizacijom. Tijekom masovne polimerizacije dio stirena ulazi između cirkonij-fosfatnih laminata i dolazi do reakcije polimerizacije. Termička stabilnost proizvoda je značajno poboljšana, kompatibilnost s polimernim tijelom bolja i može zadovoljiti zahtjeve visokotemperaturne obrade nanokompozitnih materijala.