Plastik merupakan bahan dengan polimer tinggi sebagai komponen utamanya. Ini terdiri dari resin dan pengisi sintetis, plasticizer, stabilisator, pelumas, pigmen dan aditif lainnya. Ini dalam keadaan fluida selama pembuatan dan pemrosesan untuk memfasilitasi pemodelan, Ini menyajikan bentuk yang solid saat pemrosesan selesai.
Komponen utama plastik adalah resin sintetis. Resin awalnya dinamai lipid yang disekresikan oleh hewan dan tumbuhan, seperti rosin, lak, dll. Resin sintetis (kadang-kadang hanya disebut sebagai "resin") mengacu pada polimer yang belum dicampur dengan berbagai aditif. Resin menyumbang sekitar 40% hingga 100% dari total berat plastik. Sifat dasar plastik terutama ditentukan oleh sifat resin, tetapi zat aditif juga berperan penting.
Mengapa plastik harus dimodifikasi?
Yang disebut "modifikasi plastik" mengacu pada metode untuk mengubah performa aslinya dan meningkatkan satu atau lebih aspek dengan menambahkan satu atau lebih zat lain ke resin plastik, sehingga mencapai tujuan untuk memperluas cakupan aplikasinya. Bahan plastik yang dimodifikasi secara kolektif disebut sebagai "plastik yang dimodifikasi".
Hingga saat ini, penelitian dan pengembangan industri kimia plastik telah mensintesis ribuan bahan polimer, yang hanya lebih dari 100 yang memiliki nilai industri. Lebih dari 90% bahan resin yang biasa digunakan dalam plastik terkonsentrasi di lima resin umum (PE, PP, PVC, PS, ABS) Saat ini, sangat sulit untuk terus mensintesis sejumlah besar bahan polimer baru, yang mana tidak ekonomis atau realistis.
Oleh karena itu, studi mendalam tentang hubungan komposisi, struktur dan kinerja polimer, serta modifikasi plastik eksisting atas dasar ini, untuk menghasilkan bahan plastik baru yang sesuai, menjadi salah satu cara efektif untuk mengembangkan industri plastik. Industri plastik seksual juga telah mencapai perkembangan pesat dalam beberapa tahun terakhir.
Modifikasi plastik mengacu pada perubahan sifat bahan plastik ke arah yang diharapkan oleh manusia melalui metode fisik, kimia atau keduanya, atau untuk secara signifikan mengurangi biaya, atau untuk meningkatkan sifat tertentu, atau memberikan plastik fungsi bahan baru. Proses modifikasi dapat terjadi pada saat polimerisasi resin sintetik, yaitu modifikasi kimiawi seperti kopolimerisasi, grafting, pengikatan silang, dan lain-lain dapat juga dilakukan pada saat pengolahan resin sintetik yaitu modifikasi fisik seperti pengisian, pencampuran bersama, peningkatan, dll.
Apa metode modifikasi plastik?
1. Modifikasi pengisian (pengisian mineral)
Dengan menambahkan bubuk mineral anorganik (organik) ke plastik biasa, kekakuan, kekerasan dan ketahanan panas bahan plastik dapat ditingkatkan. Ada banyak jenis pengisi dan sifatnya sangat kompleks.
Peran pengisi plastik: meningkatkan kinerja pemrosesan plastik, meningkatkan sifat fisik dan kimia, meningkatkan volume, dan mengurangi biaya.
Persyaratan aditif plastik:
(1) Sifat kimiawi tidak aktif, inert, dan tidak bereaksi negatif dengan resin dan aditif lainnya;
(2) Tidak mempengaruhi ketahanan air, ketahanan kimia, tahan cuaca, tahan panas, dll dari plastik;
(3) Tidak mengurangi sifat fisik plastik;
(4) Dapat diisi dalam jumlah banyak;
(5) Densitas relatif kecil dan memiliki pengaruh yang kecil terhadap massa jenis produk.
2. Modifikasi yang ditingkatkan (serat kaca / serat karbon)
Tindakan penguatan: dengan menambahkan bahan berserat seperti fiber glass dan carbon fiber.
Efek peningkatan: secara signifikan dapat meningkatkan kekakuan, kekuatan, kekerasan, dan ketahanan panas material,
Efek merugikan dari modifikasi: Tetapi banyak material akan menyebabkan permukaan yang buruk dan perpanjangan putus yang lebih rendah.
Prinsip peningkatan:
(1) Bahan yang diperkuat memiliki kekuatan dan modulus yang lebih tinggi;
(2) Resin memiliki banyak sifat fisik dan kimia yang sangat baik yang melekat (ketahanan korosi, isolasi, ketahanan radiasi, ketahanan ablasi suhu tinggi sesaat, dll.) Dan sifat pemrosesan;
(3) Setelah resin diracik dengan bahan penguat, bahan penguat dapat memperbaiki sifat mekanik atau sifat resin lainnya, dan resin dapat berperan sebagai pengikat dan pemindahan beban ke bahan penguat, sehingga plastik yang diperkuat memiliki properti yang sangat baik.
3. Modifikasi pengerasan
Banyak bahan yang tidak cukup kuat dan terlalu rapuh. Dengan menambahkan material dengan ketangguhan yang lebih baik atau material anorganik ultrafine, ketangguhan dan kinerja material pada suhu rendah dapat ditingkatkan.
Agen penguat: Untuk mengurangi kerapuhan plastik setelah pengerasan, dan meningkatkan kekuatan impak dan perpanjangannya, aditif ditambahkan ke resin.
Bahan pengeras yang umum digunakan-kebanyakan maleic anhydride grafting compatibilizer:
Kopolimer etilena-vinil asetat (EVA)
Polyolefin elastomer (POE)
Polietilen Klorinasi (CPE)
Kopolimer akrilonitril-butadiena-stirena (ABS)
Styrene-butadiene thermoplastic elastomer (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Modifikasi penghambat api (penghambat api bebas halogen)
Di banyak industri seperti peralatan elektronik dan mobil, bahan harus memiliki ketahanan api, tetapi banyak bahan baku plastik memiliki ketahanan api yang rendah. Retardansi api yang ditingkatkan dapat dicapai dengan menambahkan penghambat api.
Flame retardants: juga dikenal sebagai flame retardants, fire retardants atau fire retardant, aditif fungsional yang memberikan flame retardancy pada polimer yang mudah terbakar; sebagian besar adalah unsur VA (fosfor), VIIA (brom, klor) dan Senyawa ⅢA (antimon, aluminium).
Senyawa molibdenum, senyawa timah, dan senyawa besi dengan efek penekan asap juga termasuk dalam kategori penghambat nyala. Mereka terutama digunakan untuk plastik dengan persyaratan tahan api untuk menunda atau mencegah pembakaran plastik, terutama plastik polimer. Buat lebih lama untuk menyala, mati sendiri, dan sulit untuk menyala.
Kelas tahan api plastik: dari HB, V-2, V-1, V-0, 5VB hingga 5VA selangkah demi selangkah.
5. Modifikasi ketahanan cuaca (anti penuaan, anti ultraviolet, tahan suhu rendah)
Umumnya mengacu pada plastik tahan dingin pada suhu rendah. Karena kerapuhan plastik pada suhu rendah, plastik menjadi rapuh pada suhu rendah. Oleh karena itu, banyak produk plastik yang digunakan di lingkungan bersuhu rendah umumnya diharuskan memiliki ketahanan dingin.
Resistensi cuaca: mengacu pada serangkaian fenomena penuaan seperti memudar, perubahan warna, retak, kapur, dan pengurangan kekuatan produk plastik karena pengaruh kondisi eksternal seperti sinar matahari, perubahan suhu, angin dan hujan. Radiasi ultraviolet merupakan faktor kunci dalam mendorong penuaan plastik.
6. Paduan yang dimodifikasi
Paduan plastik adalah penggunaan metode pencampuran fisik atau pencangkokan kimiawi dan kopolimerisasi untuk menyiapkan dua atau lebih bahan menjadi bahan baru yang berkinerja tinggi, fungsional, dan terspesialisasi untuk meningkatkan kinerja satu bahan atau memiliki tujuan sifat bahan. Ini dapat meningkatkan atau meningkatkan kinerja plastik yang ada dan mengurangi biaya.
Paduan plastik umum: seperti paduan PVC, PE, PP, PS banyak digunakan, dan teknologi produksi umumnya telah dikuasai.
Paduan plastik rekayasa: mengacu pada campuran plastik rekayasa (resin), terutama termasuk sistem pencampuran dengan PC, PBT, PA, POM (polyoxymethylene), PPO, PTFE (polytetrafluoroethylene) dan plastik rekayasa lainnya sebagai bodi utama, Dan resin ABS bahan yang dimodifikasi.
Laju pertumbuhan penggunaan paduan PC / ABS berada di garis depan bidang plastik. Saat ini, penelitian paduan PC / ABS telah menjadi hotspot penelitian paduan polimer.
7. Plastik modifikasi zirkonium fosfat
1) Pembuatan polipropilen PP / komposit OZrP zirkonium fosfat modifikasi organik dengan metode pencampuran leleh dan aplikasinya dalam rekayasa plastik
Pertama, oktadekil dimetil tersier amina (DMA) direaksikan dengan α-zirkonium fosfat untuk mendapatkan zirkonium fosfat (OZrP) yang dimodifikasi secara organik, dan kemudian OZrP dilebur dicampur dengan polipropilen (PP) untuk membuat komposit PP / OZrP. Ketika OZrP dengan fraksi massa 3% ditambahkan, maka kuat tarik, kekuatan impak, dan kekuatan lentur komposit PP / OZrP dapat ditingkatkan masing-masing sebesar 18,2%, 62,5%, dan 11,3%. dibandingkan dengan bahan PP murni. Stabilitas termal juga meningkat secara signifikan. Ini karena salah satu ujung DMA berinteraksi dengan zat anorganik untuk membentuk ikatan kimia, dan ujung rantai panjang yang lain secara fisik terjerat dengan rantai molekul PP untuk meningkatkan kekuatan tarik komposit. Peningkatan kekuatan impak dan stabilitas termal disebabkan oleh PP yang diinduksi zirkonium fosfat untuk menghasilkan kristal β. Kedua, interaksi antara PP yang dimodifikasi dan lapisan zirkonium fosfat meningkatkan jarak antara lapisan zirkonium fosfat dan dispersi yang lebih baik, yang menghasilkan peningkatan kekuatan lentur. Teknologi ini membantu meningkatkan kinerja plastik rekayasa.
2) Polivinil alkohol / nanokomposit α-zirkonium fosfat dan aplikasinya pada bahan tahan api
Nanokomposit polivinil alkohol / α-zirkonium fosfat dapat digunakan terutama untuk pembuatan bahan tahan api. caranya adalah:
① Pertama, metode refluks digunakan untuk membuat α-zirkonium fosfat.
②Menurut rasio cair-padat 100 mL / g, ambil bubuk kuantitatif α-zirkonium fosfat dan sebarkan dalam air deionisasi, tambahkan larutan etilamin tetes demi tetes di bawah pengadukan magnet pada suhu kamar, lalu tambahkan dietanolamina kuantitatif, dan lakukan pengolahan ultrasonik untuk menyiapkan ZrP -OH larutan berair.
③ Larutkan polivinil alkohol (PVA) dalam jumlah tertentu dalam 90 air deionisasi untuk membuat larutan 5%, tambahkan larutan berair ZrP-OH kuantitatif, terus aduk selama 6-10 jam, dinginkan larutan dan tuangkan ke dalam cetakan udara kering pada suhu kamar, Sebuah film tipis sekitar 0,15 mm dapat terbentuk.
Penambahan ZrP-OH secara signifikan mengurangi suhu degradasi awal PVA, dan pada saat yang sama membantu mendorong reaksi karbonisasi produk degradasi PVA. Hal ini karena polianion yang dihasilkan selama degradasi ZrP-OH bertindak sebagai situs asam proton untuk mendorong reaksi geser gugus asam PVA melalui reaksi Norrish II. Reaksi karbonisasi produk degradasi PVA meningkatkan ketahanan oksidasi lapisan karbon, sehingga meningkatkan kinerja penghambat api dari material komposit.
3) Polivinil alkohol (PVA) / pati teroksidasi / nanokomposit α-zirkonium fosfat dan perannya dalam meningkatkan sifat mekanik
Α-Zirkonium fosfat disintesis dengan metode refluks sol-gel, dimodifikasi secara organik dengan n-butilamina, dan dicampur OZrP dan PVA untuk membuat nanokomposit PVA / α-ZrP. Secara efektif meningkatkan sifat mekanik material komposit. Ketika matriks PVA mengandung 0,8% massa α-ZrP, kekuatan tarik dan perpanjangan putusnya material komposit meningkat sebesar 17,3% dan 26. Dibandingkan dengan PVA murni, masing-masing. 6%. Ini karena hidroksil α-ZrP dapat menghasilkan ikatan hidrogen yang kuat dengan hidroksil molekul pati, yang mengarah pada perbaikan sifat mekanik. Pada saat yang sama, stabilitas termal juga meningkat secara signifikan.
4) Polystyrene / bahan komposit zirkonium fosfat modifikasi organik dan aplikasinya dalam bahan nanokomposit pemrosesan suhu tinggi
α-Zirkonium fosfat (α-ZrP) sebelumnya didukung oleh metilamin (MA) untuk mendapatkan larutan MA-ZrP, dan kemudian larutan p-klorometil stirena (DMA-CMS) yang disintesis ditambahkan ke larutan MA-ZrP dan diaduk suhu kamar 2 hari, produk disaring, padatan dicuci dengan air suling untuk mendeteksi tidak ada klorin, dan dikeringkan dalam vakum pada suhu 80 selama 24 jam. Akhirnya, komposit dibuat dengan polimerisasi massal. Selama polimerisasi massal, bagian dari stirena masuk di antara laminasi zirkonium fosfat, dan reaksi polimerisasi terjadi. Stabilitas termal produk meningkat secara signifikan, kompatibilitas dengan badan polimer lebih baik, dan dapat memenuhi persyaratan pemrosesan bahan nanokomposit suhu tinggi.
