פלסטיק הוא חומר עם המרכיב העיקרי בפולימר גבוה. הוא מורכב משרף ומילוי סינתטי, חומרי גלם, מייצבים, חומרי סיכה, פיגמנטים ותוספים אחרים. הוא נמצא במצב נוזלי במהלך הייצור והעיבוד כדי להקל על הדוגמנות, הוא מציג צורה מוצקה לאחר סיום העיבוד.
המרכיב העיקרי בפלסטיק הוא שרף סינטטי. שרפים נקראים במקור על שם שומנים המופרשים על ידי בעלי חיים וצמחים, כמו רוזין, שלד וכו '. שרפים סינתטיים (המכונים לפעמים "שרפים") מתייחסים לפולימרים שלא ערבבו עם תוספים שונים. השרף מהווה כ -40% עד 100% ממשקלו הכולל של הפלסטיק. התכונות הבסיסיות של פלסטיק נקבעות בעיקר על ידי תכונות השרף, אך גם לתוספים תפקיד חשוב.
מדוע יש לשנות פלסטיק?
מה שמכונה "שינוי פלסטי" מתייחס לשיטה לשינוי הביצועים המקוריים שלה ולשיפור היבט אחד או יותר על ידי הוספת חומר אחד או יותר לשרף הפלסטיק, ובכך להשיג את מטרת הרחבת היקף היישום שלו. חומרי פלסטיק שהשתנו מכונים יחד "פלסטיק שונה".
עד כה, מחקר ופיתוח של תעשיית כימיקלים פלסטיים סינתזה אלפי חומרים פולימרים, שרק יותר מ 100 הם בעלי ערך תעשייתי. יותר מ 90% מחומרי השרף הנפוצים בפלסטיק מרוכזים בחמשת השרפים הכלליים (PE, PP, PVC, PS, ABS) נכון לעכשיו, קשה מאוד להמשיך לסנתז מספר רב של חומרים פולימרים חדשים, אשר אינו חסכוני ולא מציאותי.
לכן, מחקר מעמיק על הקשר בין הרכב פולימרים, מבנה וביצועים ושינוי פלסטיק קיים על בסיס זה, לייצור חומרים פלסטיים מתאימים חדשים, הפך לאחת הדרכים היעילות לפיתוח תעשיית הפלסטיק. תעשיית הפלסטיקה המינית השיגה בשנים האחרונות התפתחות ניכרת.
שינוי פלסטי מתייחס לשינוי התכונות של חומרים פלסטיים בכיוון הצפוי לאנשים באמצעות שיטות פיזיקליות, כימיות או בשתי השיטות, או להפחתה משמעותית בעלויות, או לשיפור תכונות מסוימות, או להענקת פלסטיק לפונקציות חדשות של חומרים. תהליך השינוי יכול להתרחש במהלך פילמור של השרף הסינתטי, כלומר, שינוי כימי, כגון קופולימריזציה, השתלה, קישור צולב וכו ', יכול להתבצע גם במהלך עיבוד השרף הסינטטי, כלומר, שינוי פיזי, כגון מילוי, ערבוב משותף, שיפור וכו '.
מהן שיטות השינוי הפלסטי?
1. שינוי מילוי (מילוי מינרלים)
על ידי הוספת אבקה מינרלית אורגנית (אורגנית) לפלסטיקה רגילה ניתן לשפר את קשיחותם, קשיחותם ועמידותם בחום של חומרים פלסטיים. ישנם סוגים רבים של חומרי מילוי ותכונותיהם מורכבות ביותר.
תפקידם של חומרי מילוי פלסטיק: לשפר את ביצועי עיבוד הפלסטיק, לשפר את התכונות הפיזיקליות והכימיות, להגדיל נפח ולהפחית עלויות.
דרישות לתוספי פלסטיק:
(1) תכונות כימיות אינן פעילות, אינרטיות ואינן מגיבות לרעה עם שרף ותוספים אחרים;
(2) אינו משפיע על עמידות במים, עמידות כימית, עמידות בפני מזג אוויר, עמידות בחום וכו 'של הפלסטיק;
(3) אינו מפחית את התכונות הפיזיקליות של הפלסטיק;
(4) ניתן למלא בכמויות גדולות;
(5) הצפיפות היחסית קטנה ואינה משפיעה מעט על צפיפות המוצר.
2. שינוי משופר (סיבי זכוכית / סיבי פחמן)
אמצעי חיזוק: על ידי הוספת חומרים סיביים כמו סיבי זכוכית וסיבי פחמן.
אפקט שיפור: זה יכול לשפר משמעותית את קשיחות, חוזק, קשיות ועמידות בחום של החומר,
השפעות שליליות של שינוי: אך חומרים רבים יגרמו להתארכות פני שטח ירודה ולהפסקה נמוכה יותר.
עקרון שיפור:
(1) לחומרים מחוזקים יש חוזק ומודולוס גבוהים יותר;
(2) לשרף יש הרבה פיזיקליות וכימיות מצוינות (עמידות בפני קורוזיה, בידוד, עמידות בקרינה, עמידות מיידית בטמפרטורה גבוהה, וכו ') ומאפייני עיבוד;
(3) לאחר שהשרף מורכב עם החיזוק, חומר החיזוק יכול לשפר את התכונות המכניות או אחרות של השרף, והשרף יכול למלא את התפקיד של מליטה והעברת עומס לחומר המחזק, כך שלפלסטיק המחוזק יש נכסים מעולים.
3. שינוי קשוח
חומרים רבים אינם קשוחים מספיק ושבירים מדי. על ידי הוספת חומרים בעלי קשיחות טובה יותר או חומרים אנאורגניים אולטרה עדינים, ניתן להגדיל את הקשיחות ואת ביצועי הטמפרטורה הנמוכה של החומרים.
חומר קשוח: על מנת להפחית את שבירות הפלסטיק לאחר ההתקשות, ולשפר את חוזק ההשפעה והתארכותו, הוסיף תוסף לשרף.
חומרים מקשיחים המשמשים לרוב - בעיקר תאימות השתלת מלי אנאהידריד:
קופולימר אתילן-ויניל אצטט (EVA)
אלסטומר פוליאולפין (POE)
פוליאתילן כלור (CPE)
קופולימר אקרילוניטריל-בוטאדין-סטירן (ABS)
אלסטומר תרמופלסטי של סטירן-בוטאדין (SBS)
EPDM (EPDM)
4. שינוי מעכב בעירה (מעכב בעירה ללא הלוגן)
בתעשיות רבות כגון מכשירים אלקטרוניים ומכוניות, נדרשים חומרים לעכב בעירה, אך חומרי גלם רבים מפלסטיק הם בעלי עמידות בעירה נמוכה. ניתן להשיג עיכוב בעירה משופר על ידי הוספת מעכבי בעירה.
מעכבי בעירה: ידועים גם כמעכבי בעירה, מעכבי אש או מעכבי אש, תוספים פונקציונליים המעניקים עמידות בעירה לפולימרים דליקים; רובם הם VA (זרחן), VIIA (ברום, כלור) ותרכובות של אלמנטים ⅢA (אנטימון, אלומיניום).
תרכובות מוליבדן, תרכובות פח ותרכובות ברזל בעלות השפעות מדכאות עשן שייכות גם הן לקטגוריה של מעכבי בעירה. הם משמשים בעיקר לפלסטיקה עם דרישות מעכבות בעירה כדי לעכב או למנוע שריפת פלסטיק, במיוחד פלסטיק פולימרי. הקפינו על התלקחות, כיבוי עצמי וקשה להצתה.
ציון מעכב בעירה מפלסטיק: מ- HB, V-2, V-1, V-0, 5VB ל- 5VA שלב אחר שלב.
5. שינוי עמידות במזג האוויר (אנטי אייג'ינג, אנטי אולטרה סגול, עמידות בטמפרטורה נמוכה)
בדרך כלל מתייחס לעמידות הקרה של פלסטיק בטמפרטורות נמוכות. בגלל השבריריות הטבועה בטמפרטורה נמוכה של פלסטיק, פלסטיק נהיה שביר בטמפרטורות נמוכות. לכן, מוצרי פלסטיק רבים המשמשים בסביבות טמפרטורה נמוכה נדרשים בדרך כלל לעמידות בקור.
עמידות במזג האוויר: הכוונה לסדרה של תופעות הזדקנות כמו דהייה, שינוי צבע, סדקים, גיר, והפחתת חוזק של מוצרי פלסטיק עקב השפעה של תנאים חיצוניים כמו אור שמש, שינויי טמפרטורה, רוח וגשם. קרינה אולטרה סגולה היא גורם מפתח בקידום ההזדקנות הפלסטית.
6. סגסוגת שונה
סגסוגת פלסטיק היא שימוש בשיטות מיזוג פיזיקלי או השתלה כימית וקופולימריזציה להכנת שני חומרים או יותר לחומר חדש בעל ביצועים גבוהים, פונקציונליים ומתמחים לשיפור ביצועיו של חומר אחד או שמטרתם תכונות החומר. זה יכול לשפר או לשפר את ביצועי הפלסטיק הקיים ולהפחית עלויות.
סגסוגות פלסטיק כלליות: כגון סגסוגות PVC, PE, PP, PS נמצאים בשימוש נרחב וטכנולוגיית הייצור נשלטה בדרך כלל.
סגסוגת פלסטיק הנדסית: מתייחסת לתערובת של פלסטיק הנדסי (שרף), בעיקר כולל מערכת מיזוג עם PC, PBT, PA, POM (polyoxymethylene), PPO, PTFE (polytetrafluoroethylene) ופלסטיק הנדסי אחר כגוף העיקרי, ושרף ABS חומרים ששונו.
קצב הצמיחה של שימוש בסגסוגות PC / ABS נמצא בחזית תחום הפלסטיק. נכון לעכשיו, מחקר סגסוגת PC / ABS הפך למוקד מחקר של סגסוגות פולימר.
7. פלסטיק שונה מזרקוניום פוספט
1) הכנת פוליפרופילן PP / מרוכב OZrP זירקניום פוספט אורגני על ידי שיטת מיזוג היתוך ויישומו בפלסטיק הנדסי
ראשית, אמין אוקטדציל דימתיל שלישוני (DMA) מגיב עם פוספט α-zirconium להשגת פוספט זירקוניום שונה (OZrP), ואז OZrP נמזג מעורבב עם פוליפרופילן (PP) להכנת מרוכבים PP / OZrP. כאשר מוסיפים OZrP עם שבריר מסה של 3%, ניתן להגדיל את חוזק המתיחה, חוזק ההשפעה וכוח הגמישות של המרכיב PP / OZrP ב- 18. 2%, 62. 5% ו- 11. 3% בהתאמה, בהשוואה לחומר PP טהור. גם היציבות התרמית משופרת משמעותית. הסיבה לכך היא שקצה אחד של ה- DMA מתקשר עם חומרים אנאורגניים ליצירת קשר כימי, והקצה השני של השרשרת הארוכה מסתבך פיזית עם השרשרת המולקולרית PP כדי להגדיל את חוזק המתיחה של המורכב. חוזק ההשפעה המשופר והיציבות התרמית נובעים מה- PP המושרה על ידי זירקוניום לייצור גבישי β. שנית, האינטראקציה בין ה- PP המתוקן לשכבות הזירקוניום פוספט מגדילה את המרחק בין שכבות הזירקוניום פוספט ופיזור טוב יותר, וכתוצאה מכך חוזק כיפוף מוגבר. טכנולוגיה זו מסייעת בשיפור הביצועים של פלסטיק הנדסי.
2) אלכוהול פוליוויניל / ננו-קומפוזיט פוספט α- זירקוניום ויישומו בחומרים מעכבי בעירה
ניתן להשתמש בעיקר באננו-קומפוזיטים של פוליוויניל / אלפא-זירקוניום פוספט להכנת חומרים מעכבי בעירה. הדרך היא:
ראשית, שיטת הריפלוקס משמשת להכנת α-zirconium phosphate.
②על פי היחס הנוזלי-מוצק של 100 מ"ל / גרם, קחו אבקת פוספט α-zirconium כמותית ופיזרו אותה במים ללא יונים, הוסיפו תמיסה מימית אתילאמין טיפת-נשימה תחת ערבוב מגנטי בטמפרטורת החדר, ואז הוסיפו דיאטנולמין כמותי, וטפלו באולטרה-קול להכנת ZrP -OH תמיסה מימית.
③ ממיסים כמות מסוימת של אלכוהול פוליוויניל (PVA) במים יונים 90 to ליצירת תמיסה של 5%, מוסיפים תמיסה מימית כמותית של ZrP-OH, ממשיכים לבחוש במשך 6-10 שעות, מצננים את התמיסה ויוצקים אותה לתבנית אוויר יבש בטמפרטורת החדר, ניתן ליצור סרט דק של כ 0.15 מ"מ.
תוספת של ZrP-OH מפחיתה משמעותית את טמפרטורת ההשפלה הראשונית של PVA, ובמקביל מסייעת לקידום תגובת הפחמן של מוצרי השפלה של PVA. הסיבה לכך היא שהפוליאניון שנוצר במהלך השפלה של ZrP-OH משמש כאתר חומצת פרוטון לקידום תגובת הגזירה של קבוצת חומצות ה- PVA באמצעות תגובת Norrish II. תגובת הפחמה של מוצרי ההשפלה של PVA משפרת את עמידות החמצון של שכבת הפחמן, ובכך משפרת את הביצועים המעכבים בעירה של החומר המרוכב.
3) אלכוהול פוליוויניל (PVA) / עמילן מחומצן / ננו-קומפוזיט α-zirconium phosphate ותפקידו בשיפור תכונות מכניות
Phosph- זירקוניום פוספט סונתז על ידי שיטת ריפלוקס סול-ג'ל, שונה אורגנית עם n- בוטילאמין, ו- OZrP ו- PVA התמזגו להכנת ננו-קומפוזיט PVA / α-ZrP. שפר ביעילות את התכונות המכניות של החומר המרוכב. כאשר מטריצת ה- PVA מכילה 0.8% במסה של α-ZrP, חוזק המתיחה והתארכות שבירת החומר המרוכב מוגדלים ב- 17. 3% ו- 26. בהשוואה ל- PVA טהור, בהתאמה. 6%. הסיבה לכך היא ש- α-ZrP הידרוקסיל יכול לייצר קשירת מימן חזקה עם הידרוקסיל מולקולרי עמילן, מה שמוביל לתכונות מכניות משופרות. יחד עם זאת, גם היציבות התרמית משופרת משמעותית.
4) פוליסטירן / חומר מרוכב זירקוניום פוספט שונה אורגני ויישומו בחומרים ננו-מרוכבים בעיבוד טמפרטורה גבוהה
α-Zirconium phosphate (α-ZrP) נתמך מראש על ידי מתילאמין (MA) להשגת פתרון MA-ZrP, ואז תמיסת p-chloromethyl styrene (DMA-CMS) מסונתז מתווספת לפתרון MA-ZrP ומערבבת ב טמפרטורת החדר 2 ד ', המוצר מסונן, המוצקים נשטפים במים מזוקקים כדי לא לזהות כלור, ומייבשים בוואקום ב 80 מעלות למשך 24 שעות. לבסוף, המורכב מוכן על ידי פילמור בתפזורת. במהלך הפילמור בתפזורת, חלק מהסטירן נכנס בין לרבד הפוספט של הזירקוניום, ומתרחשת תגובת פילמור. היציבות התרמית של המוצר משתפרת משמעותית, התאימות עם גוף הפולימר טובה יותר והיא יכולה לענות על הדרישות לעיבוד בטמפרטורה גבוהה של חומרים ננו-מרוכבים.
