Plastika je material z visoko vsebnostjo polimera kot glavno komponento. Sestavljen je iz sintetične smole in polnil, mehčalcev, stabilizatorjev, maziv, pigmentov in drugih dodatkov. Med izdelavo in predelavo je v tekočem stanju za lažje modeliranje. Po končani obdelavi je v trdni obliki.
Glavna sestavina plastike je sintetična smola. Smole so prvotno poimenovane po lipidih, ki jih izločajo živali in rastline, kot so kolofonija, šelak itd. Sintetične smole (včasih preprosto imenovane tudi "smole") se nanašajo na polimere, ki niso bili pomešani z različnimi dodatki. Smola predstavlja približno 40% do 100% celotne teže plastike. Osnovne lastnosti plastike v glavnem določajo lastnosti smole, pomembno vlogo pa igrajo tudi aditivi.
Zakaj je treba plastiko spreminjati?
Tako imenovana "modifikacija plastike" se nanaša na način spreminjanja prvotne učinkovitosti in izboljšanje enega ali več vidikov z dodajanjem ene ali več drugih snovi v plastično smolo, s čimer se doseže namen razširitve področja uporabe. Modificirani plastični materiali se skupno imenujejo "spremenjena plastika".
Do zdaj so raziskave in razvoj kemične industrije plastike sintetizirali na tisoče polimernih materialov, od katerih je le več kot 100 industrijske vrednosti. Več kot 90% smolnih materialov, ki se običajno uporabljajo v plastiki, je koncentriranih v petih splošnih smolah (PE, PP, PVC, PS, ABS) Trenutno je zelo težko nadaljevati s sintezo velikega števila novih polimernih materialov, ki ni niti ekonomsko niti realno.
Zato je poglobljena študija razmerja med sestavo, strukturo in zmogljivostjo polimerov ter spreminjanjem obstoječe plastike na tej osnovi za izdelavo primernih novih plastičnih materialov postala eden od učinkovitih načinov za razvoj industrije plastike. Tudi industrija spolne plastike je v zadnjih letih dosegla pomemben razvoj.
Modifikacija plastike se nanaša na spreminjanje lastnosti plastičnih materialov v smeri, ki jo pričakujejo ljudje s fizikalnimi, kemičnimi ali obema metodama, ali za znatno zmanjšanje stroškov, za izboljšanje določenih lastnosti ali za zagotavljanje plastiki novih funkcij materialov. Postopek modifikacije se lahko zgodi med polimerizacijo sintetične smole, to pomeni, da se lahko kemična modifikacija, kot je kopolimerizacija, cepljenje, zamreževanje itd., Izvede tudi med obdelavo sintetične smole, to je fizična modifikacija, kot je npr. polnjenje, so-mešanje, izboljšanje itd.
Kakšne so metode modifikacije plastike?
1. Modifikacija polnjenja (mineralno polnjenje)
Z dodajanjem anorganskega mineralnega (organskega) praška navadni plastiki lahko izboljšamo togost, trdoto in toplotno odpornost plastičnih materialov. Obstaja veliko vrst polnil in njihove lastnosti so zelo zapletene.
Vloga polnil iz plastike: izboljšajo zmogljivost predelave plastike, izboljšajo fizikalne in kemijske lastnosti, povečajo prostornino in zmanjšajo stroške.
Zahteve za plastične dodatke:
(1) Kemijske lastnosti so neaktivne, inertne in ne reagirajo škodljivo s smolo in drugimi dodatki;
(2) ne vpliva na vodotesnost, kemično odpornost, vremensko odpornost, toplotno odpornost itd. Plastike;
(3) ne zmanjša fizikalnih lastnosti plastike;
(4) Lahko se polni v velikih količinah;
(5) Relativna gostota je majhna in malo vpliva na gostoto izdelka.
2. Izboljšana sprememba (steklena vlakna / ogljikova vlakna)
Ukrepi za ojačitev: z dodajanjem vlaknastih materialov, kot so steklena vlakna in ogljikova vlakna.
Izboljšani učinek: lahko znatno izboljša togost, trdnost, trdoto in toplotno odpornost materiala,
Škodljivi učinki modifikacije: Toda mnogi materiali bodo povzročili slabo površino in manjši raztezek pri lomu.
Načelo izboljšanja:
(1) Ojačani materiali imajo večjo trdnost in modul;
(2) Smola ima številne odlične fizikalne in kemijske lastnosti (odpornost proti koroziji, izolacija, odpornost proti sevanju, trenutna odpornost na ablacijo pri visokih temperaturah itd.) In lastnosti obdelave;
(3) Potem ko se smola zmeša z ojačitvenim materialom, lahko ojačitveni material izboljša mehanske ali druge lastnosti smole, smola pa lahko igra vlogo vezanja in prenosa obremenitve na ojačitveni material, tako da ima ojačana plastika odlične lastnosti.
3. Poostrena sprememba
Mnogi materiali niso dovolj trdi in preveč krhki. Z dodajanjem materialov z boljšo žilavostjo ali ultra drobnimi anorganskimi materiali lahko povečate žilavost in nizkotemperaturne lastnosti materialov.
Kaljenje: Da bi zmanjšali krhkost plastike po strjevanju in izboljšali njeno udarno trdnost in raztezek, smoli dodamo dodatek.
Pogosto uporabljena sredstva za utrjevanje - večinoma kompatibilizator za cepljenje anhidrida maleinske kisline:
Kopolimer etilen-vinil acetata (EVA)
Poliolefinski elastomer (POE)
Klorirani polietilen (CPE)
Akrilonitril-butadien-stiren kopolimer (ABS)
Stiren-butadienski termoplastični elastomer (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Modifikacija zaviralca gorenja (zaviralec gorenja brez halogena)
V mnogih panogah, kot so elektronske naprave in avtomobili, morajo materiali imeti zaviranje gorenja, vendar imajo številne plastične surovine nizko zaviranje gorenja. Izboljšano zaviranje gorenja lahko dosežemo z dodajanjem zaviralcev gorenja.
Zaviralci gorenja: znani tudi kot zaviralci gorenja, zaviralci ognja ali zaviralci ognja, funkcionalni dodatki, ki vnetljivim polimerom dajo zaviranje gorenja; večina jih je VA (fosfor), VIIA (brom, klor) in spojine elementov ⅢA (antimon, aluminij).
Molibdenove spojine, kositrove spojine in železove spojine z učinki zaviranja dima spadajo tudi v kategorijo zaviralcev gorenja. Uporabljajo se predvsem za plastiko z zahtevami po zaviranju gorenja, da zadržijo ali preprečijo izgorevanje plastike, zlasti polimerne plastike. Naj bo daljši vžig, samougasljiv in težko vžigljiv.
Stopnja zaviranja gorenja iz plastike: od HB, V-2, V-1, V-0, 5VB do 5VA po korakih.
5. Sprememba vremenske odpornosti (proti staranju, anti-ultravijolični, odpornost na nizke temperature)
Na splošno se nanaša na hladno odpornost plastike pri nizkih temperaturah. Zaradi lastne krhkosti plastike pri nizki temperaturi plastika postane krhka pri nizkih temperaturah. Zato morajo biti mnogi izdelki iz plastike, ki se uporabljajo v okoljih z nizkimi temperaturami, na splošno odporni proti mrazu.
Odpornost na vremenske vplive: nanaša se na vrsto pojavov staranja, kot so bledenje, razbarvanje, razpoke, kreda in zmanjšanje trdnosti plastičnih izdelkov zaradi vpliva zunanjih pogojev, kot so sončna svetloba, temperaturne spremembe, veter in dež. Ultravijolično sevanje je ključni dejavnik spodbujanja staranja plastike.
6. Modificirana zlitina
Plastična zlitina je uporaba metod fizikalnega mešanja ali kemičnega cepljenja in kopolimerizacije za pripravo dveh ali več materialov v visoko zmogljiv, funkcionalen in specializiran nov material za izboljšanje lastnosti enega materiala ali obojega. Namen lastnosti materiala. Lahko izboljša ali izboljša delovanje obstoječe plastike in zmanjša stroške.
Splošne zlitine iz plastike: kot so zlitine PVC, PE, PP, PS, široko se uporabljajo, proizvodna tehnologija pa je na splošno obvladana.
Inženirska plastična zlitina: nanaša se na mešanico inženirske plastike (smole), ki vključuje predvsem sistem mešanja s PC, PBT, PA, POM (polioksimetilen), PPO, PTFE (politetrafluoroetilen) in drugo inženirsko plastiko kot glavno telo in ABS smolo. spremenjeni materiali.
Stopnja rasti uporabe PC / ABS zlitin je v ospredju na področju plastike. Trenutno je raziskovanje zlitin PC / ABS postalo žarišče polimernih zlitin.
7. Zirkonijev fosfat modificirana plastika
1) Priprava kompozita polipropilena PP / organsko spremenjenega cirkonijevega fosfata OZrP z metodo mešanja taline in njegova uporaba v tehnični plastiki
Najprej oktadecil dimetil terciarni amin (DMA) reagira z α-cirkonijevim fosfatom, da dobimo organsko spremenjeni cirkonijev fosfat (OZrP), nato pa OZrP stopimo v mešanico s polipropilenom (PP) za pripravo kompozitov PP / OZrP. Če dodamo OZrP z masnim deležem 3%, lahko natezno trdnost, udarno trdnost in upogibno trdnost kompozita PP / OZrP povečamo za 18, 2%, 62. 5%, oziroma 11, 3%, v primerjavi s čistim PP materialom. Prav tako se bistveno izboljša toplotna stabilnost. To je zato, ker en konec DMA v interakciji z anorganskimi snovmi tvori kemično vez, drugi konec dolge verige pa je fizično zapleten z molekularno verigo PP, da poveča natezno trdnost kompozita. Izboljšana udarna trdnost in termična stabilnost sta posledica, da PP, ki ga povzroča cirkonijev fosfat, tvori β kristale. Drugič, interakcija med modificiranim PP in sloji cirkonijevega fosfata poveča razdaljo med sloji cirkonijevega fosfata in boljšo disperzijo, kar povzroči večjo upogibno trdnost. Ta tehnologija pomaga izboljšati delovanje inženirske plastike.
2) Nanokompozit polivinil alkohol / α-cirkonijev fosfat in njegova uporaba v materialih, ki zavirajo gorenje
Polivinil alkohol / α-cirkonijev fosfat nanokompoziti se lahko v glavnem uporabljajo za pripravo materialov, ki zavirajo gorenje. pot je:
① Najprej se za pripravo α-cirkonijevega fosfata uporablja refluksna metoda.
Ratio Glede na razmerje med tekočino in trdno snovjo 100 ml / g vzemite količinski prašek α-cirkonijevega fosfata in ga razpršite v deionizirani vodi, dodajte kapljico vodne raztopine etilamina po magnetnem mešanju pri sobni temperaturi, nato dodajte količinski dietanolamin in ultrazvočno obdelajte za pripravo ZrP -OH vodna raztopina.
③ V 90 ℃ deionizirani vodi raztopite določeno količino polivinil alkohola (PVA), da dobite 5% raztopino, dodajte količinsko vodno raztopino ZrP-OH, mešajte 6-10 ur, raztopino ohladite in vlijte v kalup, da se sušen na zraku pri sobni temperaturi, lahko nastane tanek film približno 0,15 mm.
Dodatek ZrP-OH znatno zmanjša začetno temperaturo razgradnje PVA in hkrati pomaga spodbujati reakcijo karbonizacije razgradnih produktov PVA. Razlog za to je, da polianion, ki nastane med razgradnjo ZrP-OH, deluje kot mesto protonske kisline, da spodbuja strižno reakcijo PVA kislinske skupine z reakcijo Norrish II. Reakcija karbonizacije razgradnih produktov PVA izboljša oksidacijsko odpornost ogljikove plasti in s tem izboljša ognjevzdržne lastnosti kompozitnega materiala.
3) Polivinil alkohol (PVA) / oksidirani škrob / nanokompozit α-cirkonijevega fosfata in njegova vloga pri izboljšanju mehanskih lastnosti
Α-cirkonijev fosfat smo sintetizirali s sol-gel refluksno metodo, organsko modificirano z n-butilaminom, OZrP in PVA pa zmešali za pripravo nanokompozita PVA / α-ZrP. Učinkovito izboljšajo mehanske lastnosti kompozitnega materiala. Kadar matrika PVA vsebuje 0,8 mas.% Α-ZrP, se natezna trdnost in raztezek pri prelomu sestavljenega materiala povečata za 17, 3% oziroma 26. V primerjavi s čistim PVA. 6%. To je zato, ker lahko α-ZrP hidroksil tvori močno vodikovo vez z molekularnim hidroksilom škroba, kar vodi do izboljšanih mehanskih lastnosti. Hkrati se znatno izboljša tudi toplotna stabilnost.
4) Kompozitni material polistiren / organsko spremenjen cirkonijev fosfat in njegova uporaba pri visokotemperaturni obdelavi nanokompozitnih materialov
α-cirkonijev fosfat (α-ZrP) je predhodno podprt z metilaminom (MA), da dobimo raztopino MA-ZrP, nato pa se raztopini MA-ZrP doda sintetizirana raztopina p-klorometil stirena (DMA-CMS) in meša pri sobne temperature 2 d, produkt filtriramo, trdne snovi speremo z destilirano vodo, da ne zaznamo klora, in 24 ur sušimo v vakuumu pri 80 ℃. Končno se kompozit pripravi s polimerizacijo v razsutem stanju. Med polimerizacijo v razsutem stanju del stirena vstopi med laminate cirkonijevega fosfata in pride do reakcije polimerizacije. Termična stabilnost izdelka se bistveno izboljša, združljivost s polimernim ohišjem je boljša in lahko izpolnjuje zahteve visokotemperaturne obdelave nanokompozitnih materialov.
