Plast je materiál s hlavným polymérom s vysokým obsahom polyméru. Skladá sa zo syntetickej živice a plnív, zmäkčovadiel, stabilizátorov, mazív, pigmentov a ďalších prísad. Počas výroby a spracovania je v tekutom stave, aby sa uľahčilo modelovanie. Po dokončení spracovania predstavuje pevný tvar.
Hlavnou zložkou plastu je syntetická živica. Živice sú pôvodne pomenované podľa lipidov vylučovaných živočíchmi a rastlinami, ako je kolofónia, šelak atď. Syntetické živice (niekedy jednoducho označované ako „živice“) označujú polyméry, ktoré neboli zmiešané s rôznymi prísadami. Živica predstavuje asi 40% až 100% z celkovej hmotnosti plastu. Základné vlastnosti plastov sú určené hlavne vlastnosťami živice, dôležitú úlohu však zohrávajú aj prísady.
Prečo by sa mal plast upravovať?
Takzvaná „modifikácia plastu“ sa týka metódy zmeny jej pôvodného výkonu a zlepšenia jedného alebo viacerých aspektov pridaním jednej alebo viacerých ďalších látok k plastovej živici, čím sa dosiahne účel rozšírenia rozsahu jej použitia. Modifikované plastové materiály sa súhrnne označujú ako „modifikované plasty“.
Výskum a vývoj chemického priemyslu na výrobu plastov doteraz syntetizoval tisíce polymérnych materiálov, z ktorých iba viac ako 100 má priemyselnú hodnotu. Viac ako 90% živicových materiálov bežne používaných v plastoch sa koncentruje v piatich všeobecných živiciach (PE, PP, PVC, PS, ABS). V súčasnosti je veľmi ťažké pokračovať v syntéze veľkého množstva nových polymérnych materiálov, ktoré nie je ani ekonomický, ani realistický.
Preto sa hĺbková štúdia vzťahu medzi zložením polyméru, štruktúrou a výkonnosťou a modifikáciou existujúcich plastov na tomto základe za účelom výroby vhodných nových plastových materiálov stala jedným z účinných spôsobov rozvoja plastového priemyslu. Za posledné roky dosiahol značný rozvoj aj priemysel sexuálnych plastov.
Úpravou plastov sa rozumie zmena vlastností plastových materiálov v smere očakávanom ľuďmi pomocou fyzikálnych, chemických alebo obidvoch spôsobov, alebo výrazné zníženie nákladov, zlepšenie niektorých vlastností alebo poskytnutie plastov novým funkciám materiálov. Modifikačný proces môže nastať počas polymerizácie syntetickej živice, to znamená, že chemická modifikácia, ako je kopolymerizácia, očkovanie, zosieťovanie atď., Sa môže uskutočniť aj počas spracovania syntetickej živice, to znamená fyzikálna modifikácia, ako napr. plnenie, spoločné miešanie, vylepšenie atď.
Aké sú spôsoby úpravy plastov?
1. Úprava náplne (minerálna náplň)
Pridaním anorganického minerálneho (organického) prášku do bežných plastov sa môže zlepšiť tuhosť, tvrdosť a tepelná odolnosť plastových materiálov. Existuje veľa druhov plnív a ich vlastnosti sú mimoriadne zložité.
Úloha plastových plnív: zlepšiť výkonnosť spracovania plastov, zlepšiť fyzikálne a chemické vlastnosti, zväčšiť objem a znížiť náklady.
Požiadavky na prísady do plastov:
(1) Chemické vlastnosti sú neaktívne, inertné a nereagujú nepriaznivo so živicou a inými prísadami;
(2) Nemá vplyv na odolnosť plastu proti vode, chemickej odolnosti, poveternostným vplyvom, tepelnej odolnosti atď.
(3) Neznižuje fyzikálne vlastnosti plastu;
(4) Môže byť plnené vo veľkých množstvách;
(5) Relatívna hustota je malá a má malý vplyv na hustotu produktu.
2. Vylepšená úprava (sklenené vlákno / uhlíkové vlákno)
Opatrenia na vystuženie: pridaním vláknitých materiálov, ako sú sklenené vlákna a uhlíkové vlákna.
Efekt vylepšenia: môže výrazne zlepšiť tuhosť, pevnosť, tvrdosť a tepelnú odolnosť materiálu,
Nepriaznivé účinky úpravy: Ale veľa materiálov spôsobí zlý povrch a nižšie predĺženie pri pretrhnutí.
Princíp vylepšenia:
(1) Vystužené materiály majú vyššiu pevnosť a modul;
(2) Živica má veľa vlastných vynikajúcich fyzikálnych a chemických vlastností (odolnosť proti korózii, izolácia, odolnosť proti žiareniu, okamžitá odolnosť proti ablácii pri vysokých teplotách atď.) A vlastnosti spracovania;
(3) Po zmiešaní živice s výstužným materiálom môže výstužný materiál zlepšiť mechanické alebo iné vlastnosti živice a živica môže hrať úlohu spojenia a prenosu zaťaženia na výstužný materiál, takže vystužený plast má vynikajúce vlastnosti.
3. Úprava tvrdenia
Mnoho materiálov nie je dostatočne pevných a príliš krehkých. Pridaním materiálov s lepšou húževnatosťou alebo ultrajemných anorganických materiálov možno zvýšiť húževnatosť a vlastnosti materiálov pri nízkych teplotách.
Tužidlo: Aby sa znížila krehkosť plastu po vytvrdnutí a zlepšila sa jeho rázová pevnosť a predĺženie, do živice sa pridalo prísada.
Bežne používané tužidlá - väčšinou kompatibilizátor očkovania anhydridom kyseliny maleínovej:
Etylén-vinylacetátový kopolymér (EVA)
Polyolefínový elastomér (POE)
Chlórovaný polyetylén (CPE)
Kopolymér akrylonitril-butadién-styrén (ABS)
Styrén-butadiénový termoplastický elastomér (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Modifikácia retardéra horenia (bezhalogénový retardér horenia)
V mnohých priemyselných odvetviach, ako sú elektronické spotrebiče a automobily, sa vyžaduje, aby materiály mali retardáciu horenia, ale veľa plastových surovín má nízku retardáciu horenia. Vylepšenú retardáciu horenia je možné dosiahnuť pridaním retardérov horenia.
Retardéry horenia: známe tiež ako retardéry horenia, retardéry horenia alebo retardéry horenia, funkčné prísady, ktoré horľavým polymérom poskytujú retardér horenia; väčšina z nich je VA (fosfor), VIIA (bróm, chlór) a zlúčeniny prvkov ⅢA (antimón, hliník).
Do kategórie spomaľovačov horenia patria aj zlúčeniny molybdénu, zlúčeniny cínu a zlúčeniny železa s účinkami potláčajúcimi dym. Používajú sa hlavne na plasty s požiadavkami na spomalenie horenia, aby sa oddialilo alebo zabránilo horeniu plastov, najmä polymérnych plastov. Umožnite dlhší vzplanutie, samozhášanie a ťažké zapálenie.
Plastová látka spomaľujúca horenie: od HB, V-2, V-1, V-0, 5VB až 5VA krok za krokom.
5. Modifikácia odolnosti proti poveternostným vplyvom (proti starnutiu, proti ultrafialovému žiareniu, nízkoteplotná odolnosť)
Všeobecne sa týka odolnosti plastov za studena pri nízkych teplotách. V dôsledku inherentnej nízkoteplotnej krehkosti plastov sa plasty pri nízkych teplotách stávajú krehkými. Preto sa od mnohých plastových výrobkov používaných v prostredí s nízkou teplotou všeobecne vyžaduje, aby mali odolnosť voči chladu.
Odolnosť proti poveternostným vplyvom: označuje rad javov starnutia, ako je blednutie, zmena farby, praskanie, kriedovanie a znižovanie pevnosti plastových výrobkov v dôsledku vplyvu vonkajších podmienok, ako sú slnečné žiarenie, zmeny teploty, vietor a dážď. Ultrafialové žiarenie je kľúčovým faktorom pri podpore starnutia plastov.
6. Modifikovaná zliatina
Zliatina plastov je použitie metód fyzického miešania alebo chemického štepenia a kopolymerizácie na prípravu dvoch alebo viacerých materiálov na vysoko výkonný, funkčný a špecializovaný nový materiál na zlepšenie úžitkových vlastností jedného alebo oboch materiálov. Môže zlepšiť alebo zvýšiť výkonnosť existujúcich plastov a znížiť náklady.
Všeobecné zliatiny plastov: napríklad zliatiny PVC, PE, PP, PS sú široko používané a výrobná technológia bola všeobecne zvládnutá.
Konštrukčná plastová zliatina: označuje zmes technických plastov (živice), hlavne vrátane zmiešavacieho systému s PC, PBT, PA, POM (polyoxymetylén), PPO, PTFE (polytetrafluóretylén) a inými technickými plastmi ako hlavným telesom, a ABS živicou. upravené materiály.
Tempo rastu použitia zliatiny PC / ABS je v popredí oblasti plastov. V súčasnosti sa výskum legovania PC / ABS stal výskumným centrom polymérnych zliatin.
7. Plast upravený fosfátom zirkónia
1) Príprava polypropylénu PP / organicky modifikovaného zirkóniumfosfátu OZrP kompozitu metódou miešania v tavenine a jeho aplikácia v technických plastoch
Najskôr sa oktadecyl dimetyl terciárny amín (DMA) nechá zreagovať s a-zirkóniumfosfátom, čím sa získa organicky modifikovaný fosfát zirkónia (OZrP), a potom sa OZrP roztaví zmiešaním s polypropylénom (PP), aby sa pripravili kompozity PP / OZrP. Ak sa pridá OZrP s hmotnostným zlomkom 3%, je možné zvýšiť pevnosť v ťahu, rázovú pevnosť a pevnosť v ohybe PP / OZrP kompozitu o 18,2%, 62,5% a 11,3%, v uvedenom poradí, v porovnaní s čistým PP materiálom. Výrazne sa zlepšuje aj tepelná stabilita. Je to tak preto, lebo jeden koniec DMA interaguje s anorganickými látkami za vzniku chemickej väzby a druhý koniec dlhého reťazca je fyzicky zapletený s molekulárnym reťazcom PP, aby sa zvýšila pevnosť kompozitu v ťahu. Zlepšená rázová pevnosť a tepelná stabilita sú spôsobené tým, že PP indukovaný fosfátom zirkónia produkuje p kryštály. Po druhé, interakcia medzi modifikovaným PP a vrstvami fosfátu zirkónia zvyšuje vzdialenosť medzi vrstvami fosfátu zirkónia a lepšiu disperziu, čo vedie k zvýšeniu pevnosti v ohybe. Táto technológia pomáha zlepšovať výkonnosť technických plastov.
2) Nanokompozit polyvinylalkohol / α-zirkóniumfosfát nanokompozit a jeho použitie v materiáloch spomaľujúcich horenie
Nanokompozity polyvinylalkohol / a-zirkóniumfosforečnan sa môžu použiť hlavne na prípravu materiálov spomaľujúcich horenie. spôsob je:
① Najskôr sa na prípravu a-zirkóniumfosfátu použije metóda refluxu.
②Podľa pomeru kvapalina-tuhá látka 100 ml / g vezmite kvantitatívny prášok a-zirkóniumfosfátu a dispergujte ho v deionizovanej vode, po kvapkách za magnetického miešania pri laboratórnej teplote pridajte vodný roztok etylamínu, potom pridajte kvantitatívny dietanolamín a ultrazvukom pripravte ZrP. -OH vodný roztok.
③Rozpustite určité množstvo polyvinylalkoholu (PVA) v 90 ℃ deionizovanej vode, aby ste vytvorili 5% roztok, pridajte kvantitatívny vodný roztok ZrP-OH, pokračujte v miešaní 6-10 hodín, roztok ochlaďte a nalejte do formy sušiť na vzduchu pri izbovej teplote, môže sa vytvoriť tenký film asi 0,15 mm.
Pridanie ZrP-OH významne znižuje počiatočnú teplotu degradácie PVA a súčasne pomáha podporovať karbonizačnú reakciu produktov degradácie PVA. Je to preto, že polyanión generovaný počas degradácie ZrP-OH pôsobí ako miesto protónovej kyseliny a podporuje šmykovú reakciu skupiny PVA s kyselinou prostredníctvom reakcie Norrish II. Karbonizačná reakcia degradačných produktov PVA zlepšuje oxidačnú odolnosť uhlíkovej vrstvy, a tým zlepšuje protipožiarny účinok kompozitného materiálu.
3) Polyvinylalkohol (PVA) / oxidovaný škrob / nanokompozit α-zirkóniumfosfát a jeho úloha pri zlepšovaní mechanických vlastností
Α-Zirkóniumfosfát sa syntetizoval metódou sol-gel refluxu, organicky modifikoval s n-butylamínom a OZrP a PVA sa zmiešali za účelom prípravy nanokompozitu PVA / a-ZrP. Účinne zlepšiť mechanické vlastnosti kompozitného materiálu. Keď PVA matrica obsahuje 0,8% hmotnostných a-ZrP, pevnosť v ťahu a predĺženie pri pretrhnutí kompozitného materiálu sa zvýšia o 17,3%, respektíve 26. V porovnaní s čistým PVA. 6%. Je to preto, že hydroxyl a-ZrP môže vytvárať silnú vodíkovú väzbu s molekulárnym hydroxylom škrobu, čo vedie k zlepšeným mechanickým vlastnostiam. Zároveň sa výrazne zvyšuje aj tepelná stabilita.
4) Kompozitný materiál polystyrén / organický modifikovaný zirkóniumfosfát a jeho použitie vo vysokoteplotných nanokompozitných materiáloch
a-Zirkóniumfosfát (a-ZrP) je vopred podporený metylamínom (MA), aby sa získal roztok MA-ZrP, a potom sa k roztoku MA-ZrP pridá syntetizovaný roztok p-chlórmetylstyrénu (DMA-CMS) a zmes sa mieša pri teplota miestnosti 2 dni, produkt sa filtruje, tuhé látky sa premyjú destilovanou vodou, aby sa zistil žiadny chlór, a sušia sa vo vákuu pri 80 ° C počas 24 hodín. Nakoniec sa kompozit pripraví objemovou polymerizáciou. Počas hromadnej polymerizácie vstupuje časť styrénu medzi lamináty zirkóniumfosfátu a dochádza k polymerizačnej reakcii. Tepelná stabilita produktu je výrazne zlepšená, kompatibilita s polymérnym telesom je lepšia a môže vyhovovať požiadavkám vysokoteplotného spracovania nanokompozitných materiálov.
