A műanyag olyan anyag, amelynek fő összetevője a polimer. Szintetikus gyantából és töltőanyagokból, lágyítókból, stabilizátorokból, kenőanyagokból, pigmentekből és egyéb adalékanyagokból áll. Folyékony állapotban van a gyártás és a feldolgozás során a modellezés megkönnyítése érdekében. A feldolgozás befejeztével szilárd alakot mutat.
A műanyag fő alkotóeleme a műgyanta. A gyantákat eredetileg az állatok és növények által kiválasztott lipidekről nevezik el, például gyanta, sellak stb. A szintetikus gyanták (amelyeket néha egyszerűen csak "gyantának" neveznek) olyan polimerekre utalnak, amelyeket nem kevertek különféle adalékokkal. A gyanta a műanyag teljes tömegének körülbelül 40–100% -át teszi ki. A műanyagok alapvető tulajdonságait elsősorban a gyanta tulajdonságai határozzák meg, de az adalékok is fontos szerepet játszanak.
Miért kellene a műanyagot módosítani?
Az úgynevezett "műanyag módosítás" az eredeti teljesítmény megváltoztatásának és egy vagy több szempont javításának módszerére utal, egy vagy több más anyag hozzáadásával a műanyag gyantához, ezáltal elérve annak alkalmazási körének kibővítését. A módosított műanyagokat együttesen "módosított műanyagnak" nevezik.
Eddig a műanyag-vegyipar kutatása és fejlesztése több ezer polimer anyagot szintetizált, amelyek közül csak több mint 100 ipari értékű. A műanyagokban általában használt gyantaanyagok több mint 90% -a koncentrálódik az öt általános gyantában (PE, PP, PVC, PS, ABS). Jelenleg nagyon nehéz továbbra is nagyszámú új polimer anyagot szintetizálni, amelyek sem gazdaságos, sem reális.
Ezért a polimer összetétele, szerkezete és teljesítménye közötti kapcsolat mélyreható tanulmányozása és a meglévő műanyagok ezen az alapon történő módosítása megfelelő új műanyaganyagok előállítása érdekében a műanyagipar fejlesztésének egyik hatékony módjává vált. A szexuális műanyagipar az elmúlt években is jelentős fejlődést ért el.
A műanyag módosítás a műanyagok tulajdonságainak megváltoztatására utal az emberek által elvárt irányba fizikai, kémiai vagy mindkét módszerrel, vagy a költségek jelentős csökkentésére, vagy bizonyos tulajdonságok javítására, vagy a műanyagok új funkcióinak megadására. A módosítási folyamat a szintetikus gyanta polimerizációja során következhet be, vagyis kémiai módosítást, például kopolimerizációt, ojtást, térhálósítást stb., A szintetikus gyanta feldolgozása során is elvégezhetünk, vagyis fizikai módosítást, mint pl. töltés, együtt- keverés, fokozás stb.
Melyek a plasztikus módosítás módszerei?
1. Töltési módosítás (ásványi töltés)
Szervetlen ásványi (szerves) por hozzáadásával a közönséges műanyagokhoz javítható a műanyagok merevsége, keménysége és hőállósága. Sokféle töltőanyag létezik, és tulajdonságaik rendkívül összetettek.
A műanyag töltőanyagok szerepe: javítja a műanyag feldolgozási teljesítményét, javítja a fizikai és kémiai tulajdonságokat, növeli a mennyiséget és csökkenti a költségeket.
A műanyag adalékokra vonatkozó követelmények:
(1) A kémiai tulajdonságok inaktívak, inertek, és nem reagálnak hátrányosan a gyantával és más adalékokkal;
(2) Nem befolyásolja a műanyag vízállóságát, kémiai ellenállását, időjárásállóságát, hőállóságát stb.
(3) Nem csökkenti a műanyag fizikai tulajdonságait;
(4) Nagy mennyiségben tölthető;
(5) A relatív sűrűség kicsi és csekély hatással van a termék sűrűségére.
Fokozott módosítás (üvegszál / szénszál)
Megerősítési intézkedések: szálas anyagok, például üvegszál és szénszál hozzáadásával.
Javító hatás: jelentősen javíthatja az anyag merevségét, szilárdságát, keménységét és hőállóságát,
A módosítás káros hatásai: De sok anyag gyenge felületet és kisebb szakadási nyúlást okoz.
Fokozás elve:
(1) A megerősített anyagoknak nagyobb szilárdsága és modulusa van;
(2) A gyantának sok benne rejlő kiváló fizikai és kémiai (korrózióállóság, szigetelés, sugárzásállóság, pillanatnyi magas hőmérsékleti ablációs ellenállás stb.) És feldolgozási tulajdonságok vannak;
(3) Miután a gyantát összekeverték az erősítő anyaggal, az erősítő anyag javíthatja a gyanta mechanikai vagy egyéb tulajdonságait, és a gyanta szerepet játszhat a kötődésben és a terhelésnek az erősítő anyagra való átvitelében, így az erősített műanyag kiváló tulajdonságok.
3. Edzésmódosítás
Sok anyag nem elég kemény és túl törékeny. Jobb szívósságú vagy ultrafinom szervetlen anyagok hozzáadásával növelhető az anyagok szívóssága és alacsony hőmérsékleten történő teljesítménye.
Edzőszer: Annak érdekében, hogy a keményedés után csökkentsék a műanyag törékenységét, és javítsák ütésállóságát és nyúlását, adalékot adnak a gyantához.
Gyakran használt edzőszerek - többnyire maleinsavanhidrid ojtással kompatibilizáló szerek:
Etilén-vinil-acetát kopolimer (EVA)
Poliolefin elasztomer (POE)
Klórozott polietilén (CPE)
Akrilnitril-butadién-sztirol kopolimer (ABS)
Stirol-butadién hőre lágyuló elasztomer (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Égésgátló módosítás (halogénmentes égésgátló)
Számos iparágban, például az elektronikai készülékekben és a gépjárművekben, az anyagoknak lángkésleltetőnek kell lenniük, de sok műanyag nyersanyag alacsony lángkésleltetésű. Jobb égésgátló képesség érhető el égésgátlók hozzáadásával.
Égésgátlók: más néven égésgátlók, tűzgátlók vagy tűzgátlók, funkcionális adalékanyagok, amelyek lángállóságot kölcsönöznek a gyúlékony polimereknek; többségük VA (foszfor), VIIA (bróm, klór) és ⅢA (antimon, alumínium) elemek vegyületei.
Az égésgátlók kategóriájába tartoznak a molibdénvegyületek, ónvegyületek és a füstelnyomó hatású vasvegyületek is. Főleg olyan műanyagokhoz használják, amelyek égésgátló követelményekkel rendelkeznek, hogy késleltessék vagy megakadályozzák a műanyagok, különösen a polimer műanyagok égését. Hosszabbítsa meg a gyulladást, önkioltó és nehezen gyújtható.
Műanyag égésgátló fokozat: HB, V-2, V-1, V-0, 5VB-től 5VA-ig lépésről lépésre.
5. Időjárásállóság módosítása (öregedésgátló, ultraibolya, alacsony hőmérsékleten ellenálló)
Általában a műanyagok hideg ellenállására utal alacsony hőmérsékleten. A műanyagok alacsony hőmérsékletű törékenységének köszönhetően a műanyagok alacsony hőmérsékleten törékennyé válnak. Ezért sok, alacsony hőmérsékletű környezetben használt műanyag terméknek általában hidegállósággal kell rendelkeznie.
Időjárásállóság: olyan öregedési jelenségekre utal, mint a műanyag termékek fakulása, elszíneződése, repedése, krétázása és szilárdságcsökkenése a külső körülmények, például napfény, hőmérsékleti változások, szél és eső hatására. Az ultraibolya sugárzás kulcsfontosságú tényező a műanyag öregedésének elősegítésében.
6. Módosított ötvözet
A műanyagötvözet fizikai keverési vagy kémiai oltási és kopolimerizációs módszerek alkalmazása két vagy több anyag előállítására nagy teljesítményű, funkcionális és speciális új anyaggá egy anyag teljesítményének javítása érdekében, vagy mindkettő célja. Javíthatja vagy javíthatja a meglévő műanyagok teljesítményét és csökkentheti a költségeket.
Általános műanyagötvözetek: például a PVC, PE, PP, PS ötvözeteket széles körben használják, és a gyártási technológiát általában elsajátították.
Műszaki műanyagötvözet: a műszaki műanyagok (gyanta) keverékére utal, főként a PC, PBT, PA, POM (polioxi-metilén), PPO, PTFE (politetrafluor-etilén) és más műszaki műanyagok keverékrendszere, mint fő test, és ABS gyanta módosított anyagok.
A PC / ABS ötvözet használatának növekedési üteme a műanyagiparban az élen jár. Jelenleg a PC / ABS ötvözés kutatása a polimer ötvözetek kutatási hotspotjává vált.
7. Cirkónium-foszfáttal módosított műanyag
1) Polipropilén PP / szerves módosított cirkónium-foszfát OZrP kompozit előállítása olvadékkeverési módszerrel és alkalmazása műanyagokban
Először az oktadecil-dimetil-tercier-amint (DMA) reagáltatjuk a-cirkónium-foszfáttal, hogy szervesen módosított cirkónium-foszfátot (OZrP) kapjunk, majd az OZrP-t olvadékban keverjük polipropilénnel (PP) PP / OZrP kompozitok előállítására. 3% tömegarányú OZrP hozzáadásakor a PP / OZrP kompozit szakítószilárdsága, ütőszilárdsága és hajlítószilárdsága 18,2% -kal, 62,5% -kal és 11,3% -kal növelhető, összehasonlítva a tiszta PP anyaggal. A hőstabilitás is jelentősen javul. Ennek oka, hogy a DMA egyik vége szervetlen anyagokkal kölcsönhatásba lépve kémiai kötést képez, és a hosszú lánc másik vége fizikailag összekapcsolódik a PP molekulalánccal, hogy növelje a kompozit szakítószilárdságát. A megnövekedett ütésállóság és hőstabilitás annak köszönhető, hogy a cirkónium-foszfát indukálta a PP-t β-kristályok előállítására. Másodszor, a módosított PP és a cirkónium-foszfát rétegek közötti kölcsönhatás növeli a cirkónium-foszfát rétegek közötti távolságot és jobb diszperziót eredményez, ami megnövelt hajlítószilárdságot eredményez. Ez a technológia segít javítani a műszaki műanyagok teljesítményét.
2) Polivinil-alkohol / α-cirkónium-foszfát nanokompozit és alkalmazása égésgátló anyagokban
A polivinil-alkohol / α-cirkónium-foszfát nanokompozitokat főleg égésgátló anyagok előállítására lehet felhasználni. az út:
① Először a reflux módszert alkalmazzák az α-cirkónium-foszfát előállítására.
The A 100 ml / g folyadék-szilárd anyag arányának megfelelően vegyen be kvantitatív α-cirkónium-foszfát port és diszpergálja ionmentes vízbe, mágneses keverés közben szobahőmérsékleten cseppenként adjon vizes etil-amin-oldatot, majd adjon hozzá kvantitatív dietanol-amint és ultrahanggal kezelje a ZrP előállítását. -OH vizes oldat.
③ Oldjon fel bizonyos mennyiségű polivinil-alkoholt (PVA) 90 ℃ ioncserélt vízben 5% -os oldat készítéséhez, adjon hozzá kvantitatív ZrP-OH vizes oldatot, folytassa a keverést 6-10 órán át, hűtse le az oldatot és öntse bele a formába levegőn száraz szobahőmérsékleten. Körülbelül 0,15 mm-es vékony film keletkezhet.
A ZrP-OH hozzáadása jelentősen csökkenti a PVA kezdeti bomlási hőmérsékletét, és egyúttal elősegíti a PVA bomlástermékeinek karbonizációs reakcióját. Ennek oka, hogy a ZrP-OH lebomlása során keletkező polianion protonsav helyként működik, hogy elősegítse a PVA savcsoport nyírási reakcióját a Norrish II reakció révén. A PVA bomlástermékeinek karbonizációs reakciója javítja a szénréteg oxidációs ellenállását, ezáltal javítva a kompozit anyag égésgátló tulajdonságait.
3) Polivinil-alkohol (PVA) / oxidált keményítő / α-cirkónium-foszfát nanokompozit és szerepe a mechanikai tulajdonságok javításában
A Α-cirkónium-foszfátot szol-gél reflux módszerrel szintetizáltuk, n-butil-aminnal szervesen módosítottuk, és OZrP-t és PVA-t kevertünk a PVA / a-ZrP nanokompozit előállításához. Hatékonyan javítja a kompozit anyag mechanikai tulajdonságait. Ha a PVA-mátrix 0,8 tömegszázalék α-ZrP-t tartalmaz, a kompozit anyag szakítószilárdsága és szakadási nyúlása 17,3% -kal, illetve 26. A tiszta PVA-val összehasonlítva. 6%. Ennek oka, hogy az α-ZrP hidroxil erős hidrogénkötést képes előállítani a keményítő molekuláris hidroxiljához, ami javított mechanikai tulajdonságokhoz vezet. Ugyanakkor a hőstabilitás is jelentősen megnő.
4) Polisztirol / szerves módosított cirkónium-foszfát kompozit anyag és alkalmazása magas hőmérsékletű nanokompozit anyagokban
Az α-cirkónium-foszfátot (α-ZrP) metil-amin (MA) előhordja az MA-ZrP oldat előállításához, majd a szintetizált p-klór-metil-sztirol (DMA-CMS) oldatot hozzáadjuk az MA-ZrP-oldathoz, és az elegyet keverjük. szobahőmérsékleten 2 nap, a terméket leszűrjük, a szilárd anyagokat desztillált vízzel mossuk, hogy ne legyen klór, és vákuumban 80 ° C-on 24 órán át szárítjuk. Végül a kompozitot tömeges polimerizációval állítják elő. Az ömlesztett polimerizáció során a sztirol egy része bejut a cirkónium-foszfát-laminátumok közé, és polimerizációs reakció megy végbe. A termék hőstabilitása jelentősen javul, a polimer testtel való kompatibilitás jobb, és megfelel a nanokompozit anyagok magas hőmérsékletű feldolgozásának követelményeinek.
