Plastik, ana bileşeni olarak yüksek polimer içeren bir malzemedir. Sentetik reçine ve dolgular, plastikleştiriciler, stabilizatörler, yağlayıcılar, pigmentler ve diğer katkı maddelerinden oluşur. Modellemeyi kolaylaştırmak için imalat ve işleme sırasında akışkan bir haldedir, İşlem tamamlandığında katı bir şekil gösterir.
Plastiğin ana bileşeni sentetik reçinedir. Reçineler orijinal olarak, reçine, gomalak, vb. Gibi hayvanlar ve bitkiler tarafından salgılanan lipitlerden sonra adlandırılır. Sentetik reçineler (bazen basitçe "reçineler" olarak adlandırılır), çeşitli katkı maddeleriyle karıştırılmamış polimerleri belirtir. Reçine, plastiğin toplam ağırlığının yaklaşık% 40 ila% 100'ünü oluşturur. Plastiğin temel özellikleri esas olarak reçinenin özelliklerine göre belirlenir, ancak katkı maddeleri de önemli bir rol oynar.
Plastik neden değiştirilmeli?
Sözde "plastik modifikasyon", plastik reçineye bir veya daha fazla başka madde ekleyerek, böylece uygulama kapsamını genişletme amacına ulaşarak, orijinal performansını değiştirme ve bir veya daha fazla yönü iyileştirme yöntemini ifade eder. Değiştirilmiş plastik malzemeler topluca "değiştirilmiş plastikler" olarak adlandırılır.
Şimdiye kadar, plastik kimya endüstrisinin araştırma ve geliştirme çalışmaları, yalnızca 100'den fazlası endüstriyel değere sahip binlerce polimer materyali sentezlemiştir. Plastiklerde yaygın olarak kullanılan reçine malzemelerinin% 90'ından fazlası beş genel reçinede (PE, PP, PVC, PS, ABS) yoğunlaşmıştır Şu anda, çok sayıda yeni polimer malzemeyi sentezlemeye devam etmek çok zordur. ne ekonomik ne de gerçekçi.
Bu nedenle, uygun yeni plastik malzemeler üretmek için polimer bileşimi, yapısı ve performansı arasındaki ilişkinin derinlemesine incelenmesi ve mevcut plastiklerin bu temelde değiştirilmesi, plastik endüstrisini geliştirmenin etkili yollarından biri haline gelmiştir. Cinsel plastik endüstrisi de son yıllarda önemli bir gelişme kaydetti.
Plastik modifikasyon, plastik malzemelerin özelliklerini fiziksel, kimyasal veya her iki yöntemle insanların beklediği yönde değiştirmeyi veya maliyetleri önemli ölçüde düşürmeyi veya belirli özellikleri iyileştirmeyi veya plastiğe malzemelerin yeni işlevlerini vermeyi ifade eder. Modifikasyon süreci, sentetik reçinenin polimerizasyonu sırasında meydana gelebilir, yani, kopolimerizasyon, aşılama, çapraz bağlama, vb. Gibi kimyasal modifikasyon, sentetik reçinenin işlenmesi, yani fiziksel modifikasyon sırasında da gerçekleştirilebilir. doldurma, birlikte karıştırma, geliştirme vb.
Plastik modifikasyon yöntemleri nelerdir?
1. Doldurma değişikliği (mineral doldurma)
Sıradan plastiklere inorganik mineral (organik) toz ekleyerek, plastik malzemelerin sertliği, sertliği ve ısı direnci iyileştirilebilir. Pek çok dolgu türü vardır ve özellikleri son derece karmaşıktır.
Plastik dolgu maddelerinin rolü: plastik işleme performansını iyileştirir, fiziksel ve kimyasal özellikleri iyileştirir, hacmi artırır ve maliyetleri düşürür.
Plastik katkı maddeleri için gereklilikler:
(1) Kimyasal özellikler inaktiftir, inerttir ve reçine ve diğer katkı maddeleriyle ters tepkimeye girmez;
(2) Plastiğin su direncini, kimyasal direncini, hava direncini, ısı direncini vb. Etkilemez;
(3) Plastiğin fiziksel özelliklerini azaltmaz;
(4) Büyük miktarlarda doldurulabilir;
(5) Bağıl yoğunluk küçüktür ve ürünün yoğunluğu üzerinde çok az etkiye sahiptir.
2. Gelişmiş modifikasyon (cam elyaf / karbon elyaf)
Takviye önlemleri: cam elyaf ve karbon elyaf gibi elyaflı malzemeler ekleyerek.
Geliştirme etkisi: Malzemenin sertliğini, gücünü, sertliğini ve ısı direncini önemli ölçüde artırabilir,
Modifikasyonun olumsuz etkileri: Ancak birçok malzeme, zayıf yüzeye ve kopmada daha düşük uzamaya neden olacaktır.
Geliştirme prensibi:
(1) Güçlendirilmiş malzemeler daha yüksek mukavemete ve modüle sahiptir;
(2) Reçinenin birçok doğal mükemmel fiziksel ve kimyasal (korozyon direnci, yalıtım, radyasyon direnci, anlık yüksek sıcaklık ablasyon direnci, vb.) Ve işleme özellikleri vardır;
(3) Reçine, takviye malzemesi ile birleştirildikten sonra, takviye malzemesi reçinenin mekanik veya diğer özelliklerini iyileştirebilir ve reçine, takviye malzemesine bağlanma ve yük aktarma rolünü oynayabilir, böylece takviye edilmiş plastik mükemmel özellikler.
3. Sertleştirme değişikliği
Çoğu malzeme yeterince sert değildir ve çok kırılgan değildir. Daha iyi tokluğa sahip malzemeler veya ultra ince inorganik malzemeler eklenerek malzemelerin tokluğu ve düşük sıcaklık performansı artırılabilir.
Sertleştirici ajan: Plastiğin sertleştikten sonra kırılganlığını azaltmak ve darbe dayanımını ve uzamasını iyileştirmek için reçineye bir katkı maddesi eklenir.
Yaygın olarak kullanılan sertleştirme ajanları - çoğunlukla maleik anhidrit aşılama bağdaştırıcısı:
Etilen-vinil asetat kopolimeri (EVA)
Poliolefin elastomer (POE)
Klorlu Polietilen (CPE)
Akrilonitril-butadien-stiren kopolimer (ABS)
Stiren-bütadien termoplastik elastomer (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Alev geciktirici modifikasyon (halojensiz alev geciktirici)
Elektronik aletler ve otomobiller gibi birçok endüstride malzemelerin alev geciktiriciliğine sahip olması gerekir, ancak birçok plastik hammadde düşük alev geciktiriciliğe sahiptir. Alev geciktiriciler eklenerek iyileştirilmiş alev geciktirme sağlanabilir.
Alev geciktiriciler: alev geciktiriciler, alev geciktiriciler veya alev geciktiriciler olarak da bilinirler, yanıcı polimerlere alev geciktirme özelliği kazandıran işlevsel katkı maddeleri; çoğu VA (fosfor), VIIA (brom, klor) ve ⅢA (antimon, alüminyum) elementlerinin Bileşikleridir.
Duman bastırma etkisine sahip molibden bileşikleri, kalay bileşikleri ve demir bileşikleri de alev geciktiriciler kategorisine girer. Esas olarak, plastiklerin, özellikle de polimer plastiklerin yanmasını geciktirmek veya önlemek için alev geciktirici gereksinimleri olan plastikler için kullanılırlar. Tutuşmasını, kendi kendine sönmesini ve tutuşmasını zorlaştırmasını daha uzun yapın.
Plastik alev geciktirici sınıf: HB, V-2, V-1, V-0, 5VB'den 5VA'ya adım adım.
5. Hava direnci modifikasyonu (yaşlanma karşıtı, anti-ultraviyole, düşük sıcaklık direnci)
Genel olarak, plastiklerin düşük sıcaklıklarda soğuğa dayanıklılığını ifade eder. Plastiğin doğasında var olan düşük sıcaklık kırılganlığı nedeniyle, plastikler düşük sıcaklıklarda kırılgan hale gelir. Bu nedenle düşük sıcaklıklı ortamlarda kullanılan birçok plastik ürünün genellikle soğuğa dayanıklı olması gerekmektedir.
Hava koşullarına dayanıklılık: Güneş ışığı, sıcaklık değişiklikleri, rüzgar ve yağmur gibi dış koşulların etkisiyle plastik ürünlerin solması, renginin solması, çatlaması, tebeşirlenmesi ve mukavemetinin azalması gibi bir dizi yaşlanma olayını ifade eder. Ultraviyole radyasyon, plastik yaşlanmanın desteklenmesinde önemli bir faktördür.
6. Modifiye alaşım
Plastik alaşım, bir malzemenin performansını iyileştirmek veya her ikisine de sahip olmak için iki veya daha fazla malzemeyi yüksek performanslı, işlevsel ve özelleştirilmiş yeni bir malzeme haline getirmek için fiziksel harmanlama veya kimyasal aşılama ve kopolimerizasyon yöntemlerinin kullanılmasıdır. Mevcut plastiklerin performansını iyileştirebilir veya artırabilir ve maliyetleri düşürebilir.
Genel plastik alaşımları: PVC, PE, PP, PS alaşımları gibi yaygın olarak kullanılmaktadır ve üretim teknolojisi genel olarak hakimdir.
Mühendislik plastik alaşımı: esas olarak PC, PBT, PA, POM (polioksimetilen), PPO, PTFE (politetrafloroetilen) ve ana gövde olarak diğer mühendislik plastikleri ve ABS reçinesi ile harmanlama sistemi dahil olmak üzere mühendislik plastiklerinin (reçine) karışımını ifade eder. değiştirilmiş malzemeler.
PC / ABS alaşımı kullanımının büyüme hızı plastik alanında ön plandadır. Şu anda, PC / ABS alaşımının araştırılması, polimer alaşımlarının araştırma noktası haline geldi.
7. Zirkonyum fosfatla modifiye edilmiş plastik
1) Polipropilen PP / organik modifiye zirkonyum fosfat OZrP kompozitinin eriyik harmanlama yöntemi ile hazırlanması ve mühendislik plastiklerinde uygulanması
İlk olarak oktadesil dimetil üçüncül amin (DMA), organik olarak modifiye edilmiş zirkonyum fosfat (OZrP) elde etmek için a-zirkonyum fosfat ile reaksiyona sokulur ve ardından OZrP, PP / OZrP kompozitleri hazırlamak için polipropilen (PP) ile eritilerek harmanlanır. Kütle oranı% 3 olan OZrP eklendiğinde, PP / OZrP kompozitin çekme dayanımı, darbe dayanımı ve eğilme dayanımı sırasıyla% 18.2,% 62.5 ve% 11.3 artırılabilir, saf PP malzeme ile karşılaştırıldığında. Termal stabilite de önemli ölçüde geliştirildi. Bunun nedeni, DMA'nın bir ucunun kimyasal bir bağ oluşturmak için inorganik maddelerle etkileşime girmesi ve uzun zincirin diğer ucunun, kompozitin gerilme mukavemetini artırmak için PP moleküler zincir ile fiziksel olarak dolaşmasıdır. Geliştirilmiş darbe dayanımı ve termal stabilite, zirkonyum fosfatın neden olduğu PP'nin β kristalleri üretmesine bağlıdır. İkinci olarak, modifiye edilmiş PP ve zirkonyum fosfat katmanları arasındaki etkileşim, zirkonyum fosfat katmanları arasındaki mesafeyi ve daha iyi dispersiyonu artırarak, artan eğilme mukavemeti ile sonuçlanır. Bu teknoloji, mühendislik plastiklerinin performansını artırmaya yardımcı olur.
2) Polivinil alkol / α-zirkonyum fosfat nanokompozit ve alev geciktirici malzemelerdeki uygulaması
Polivinil alkol / a-zirkonyum fosfat nanokompozitler, esas olarak alev geciktirici malzemelerin hazırlanmasında kullanılabilir. yol:
① İlk olarak, α-zirkonyum fosfat hazırlamak için reflü yöntemi kullanılır.
②100 mL / g sıvı-katı oranına göre, kantitatif α-zirkonyum fosfat tozu alın ve deiyonize su içinde dağıtın, oda sıcaklığında manyetik karıştırma altında etilamin sulu çözeltisini damla damla ekleyin, ardından kantitatif dietanolamin ekleyin ve ZrP'yi hazırlamak için ultrasonik işlemden geçirin -OH sulu çözelti.
③% 5'lik bir çözelti yapmak için 90 ° deiyonize suda belirli bir miktarda polivinil alkolü (PVA) çözün, kantitatif bir ZrP-OH sulu çözeltisi ekleyin, 6-10 saat karıştırmaya devam edin, çözeltiyi soğutun ve kalıba dökün oda sıcaklığında hava kuruması, Yaklaşık 0.15 mm'lik ince bir film oluşturulabilir.
ZrP-OH ilavesi, PVA'nın ilk bozunma sıcaklığını önemli ölçüde düşürür ve aynı zamanda PVA bozunma ürünlerinin karbonizasyon reaksiyonunu desteklemeye yardımcı olur. Bunun nedeni, ZrP-OH'nin bozunması sırasında oluşan polianyonun, Norrish II reaksiyonu yoluyla PVA asit grubunun kesme reaksiyonunu teşvik etmek için bir proton asit bölgesi olarak hareket etmesidir. PVA'nın bozunma ürünlerinin karbonizasyon reaksiyonu, karbon tabakasının oksidasyon direncini geliştirir, böylece kompozit malzemenin alev geciktirici performansını iyileştirir.
3) Polivinil alkol (PVA) / oksitlenmiş nişasta / α-zirkonyum fosfat nanokompozit ve mekanik özelliklerin iyileştirilmesindeki rolü
Α-Zirkonyum fosfat sol-jel reflü yöntemi ile sentezlenmiş, organik olarak n-butilamin ile modifiye edilmiş ve OZrP ve PVA harmanlanarak PVA / α-ZrP nanokompozit hazırlanmıştır. Kompozit malzemenin mekanik özelliklerini etkili bir şekilde iyileştirin. PVA matrisi kütle olarak% 0.8 a-ZrP içerdiğinde, kompozit malzemenin kopma mukavemeti ve uzaması sırasıyla% 17.3 ve 26 oranında artmaktadır. Saf PVA ile karşılaştırıldığında. % 6. Bunun nedeni, a-ZrP hidroksilin, nişasta moleküler hidroksil ile güçlü hidrojen bağı oluşturabilmesidir, bu da gelişmiş mekanik özelliklere yol açar. Aynı zamanda, termal stabilite de önemli ölçüde geliştirilmiştir.
4) Polistiren / organik modifiye zirkonyum fosfat kompozit malzeme ve yüksek sıcaklıkta işlem gören nanokompozit malzemelerdeki uygulaması
α-Zirkonyum fosfat (α-ZrP), MA-ZrP çözeltisi elde etmek için metilamin (MA) ile önceden desteklenir ve daha sonra sentezlenen p-klorometil stiren (DMA-CMS) çözeltisi, MA-ZrP çözeltisine eklenir ve karıştırılır. oda sıcaklığında 2 gün, ürün filtrelenir, katılar, klor olmadığını tespit etmek için damıtılmış su ile yıkanır ve 24 saat boyunca 80 ° C'de vakumda kurutulur. Son olarak, kompozit, toplu polimerizasyon ile hazırlanır. Toplu polimerizasyon sırasında, stirenin bir kısmı zirkonyum fosfat laminatlar arasına girer ve bir polimerizasyon reaksiyonu meydana gelir. Ürünün ısıl kararlılığı önemli ölçüde iyileştirilmiştir, polimer gövdesi ile uyumluluğu daha iyidir ve nano-kompozit malzemelerin yüksek sıcaklıkta işlenmesi gereksinimlerini karşılayabilir.
