Plast är ett material med hög polymer som huvudkomponent. Den består av syntetiskt harts och fyllmedel, mjukgörare, stabilisatorer, smörjmedel, pigment och andra tillsatser. Det är i flytande tillstånd under tillverkning och bearbetning för att underlätta modellering, det har en solid form när bearbetningen är klar.
Huvudkomponenten i plast är syntetiskt harts. Hartser är ursprungligen uppkallade efter lipider som utsöndras av djur och växter, såsom kolofonium, skalack etc. Syntetiska hartser (ibland bara kallade "hartser") avser polymerer som inte har blandats med olika tillsatser. Hartset står för cirka 40% till 100% av plastens totala vikt. De grundläggande egenskaperna hos plast bestäms huvudsakligen av hartsets egenskaper, men tillsatser spelar också en viktig roll.
Varför ska plast modifieras?
Den så kallade "plastmodifieringen" hänför sig till metoden för att ändra dess ursprungliga prestanda och förbättra en eller flera aspekter genom att tillsätta ett eller flera andra ämnen till plasthartset, varigenom uppnå syftet att utvidga dess tillämpningsområde. Modifierade plastmaterial kallas kollektivt "modifierad plast".
Hittills har forskning och utveckling av plastkemisk industri syntetiserat tusentals polymermaterial, av vilka endast mer än 100 är av industriellt värde. Mer än 90% av de hartsmaterial som vanligtvis används i plast är koncentrerade till de fem allmänna hartserna (PE, PP, PVC, PS, ABS) För närvarande är det mycket svårt att fortsätta att syntetisera ett stort antal nya polymermaterial, som är varken ekonomiskt eller realistiskt.
Därför har en fördjupad studie av sambandet mellan polymersammansättning, struktur och prestanda och modifiering av befintlig plast på denna grund, för att producera lämpliga nya plastmaterial, blivit ett av de effektiva sätten att utveckla plastindustrin. Den sexuella plastindustrin har också uppnått en betydande utveckling de senaste åren.
Plastmodifiering avser att ändra egenskaperna hos plastmaterial i den riktning som människor förväntar sig genom fysikaliska, kemiska eller båda metoderna, eller för att avsevärt minska kostnaderna, eller för att förbättra vissa egenskaper, eller för att ge plast Nya materialfunktioner. Modifieringsprocessen kan inträffa under polymerisationen av det syntetiska hartset, det vill säga kemisk modifiering, såsom sampolymerisation, ympning, tvärbindning, etc., kan också utföras under bearbetningen av det syntetiska hartset, det vill säga fysisk modifiering, såsom fyllning, samblandning, förbättring etc.
Vilka är metoderna för plastmodifiering?
1. Fyllnadsmodifiering (mineralfyllning)
Genom att tillsätta oorganiskt mineraliskt (organiskt) pulver till vanlig plast kan styvheten, hårdheten och värmebeständigheten hos plastmaterial förbättras. Det finns många typer av fyllmedel och deras egenskaper är extremt komplexa.
Rollerna hos plastfyllmedel: förbättra plastbearbetningsprestanda, förbättra fysikaliska och kemiska egenskaper, öka volymen och minska kostnaderna.
Krav på plasttillsatser:
(1) Kemiska egenskaper är inaktiva, inerta och reagerar inte negativt med harts och andra tillsatser;
(2) Påverkar inte plastens vattenbeständighet, kemikalieresistens, väderbeständighet, värmebeständighet etc.
(3) Minskar inte plastens fysiska egenskaper;
(4) Kan fyllas i stora mängder;
(5) Den relativa densiteten är liten och har liten effekt på produktens densitet.
2. Förbättrad modifiering (glasfiber / kolfiber)
Förstärkningsåtgärder: genom att tillsätta fibermaterial som glasfiber och kolfiber.
Förbättringseffekt: det kan avsevärt förbättra materialets styvhet, styrka, hårdhet och värmebeständighet,
Biverkningar av modifiering: Men många material kommer att orsaka dålig yta och lägre förlängning vid brott.
Förbättringsprincip:
(1) Armerade material har högre hållfasthet och modul;
(2) Harts har många inneboende utmärkta fysikaliska och kemiska (korrosionsbeständighet, isolering, strålningsmotstånd, omedelbar ablationsmotstånd vid hög temperatur, etc.) och bearbetningsegenskaper;
(3) Efter att hartset har blandats med förstärkningsmaterialet kan förstärkningsmaterialet förbättra hartsets mekaniska eller andra egenskaper, och hartset kan spela rollen som bindning och överföring av belastning till armeringsmaterialet, så att den förstärkta plasten har utmärkta egenskaper.
3. Förstärkning modifiering
Många material är inte tuffa och för spröda. Genom att lägga till material med bättre seghet eller ultrafina oorganiska material kan seghet och lågtemperaturprestanda för materialen ökas.
Härdningsmedel: För att minska plastens sprödhet efter härdning och förbättra dess slaghållfasthet och töjning, tillsätts en tillsats till hartset.
Vanligt använda härdningsmedel - mestadels maleinsyraanhydrid-ympningskompatibiliseringsmedel:
Etylen-vinylacetatsampolymer (EVA)
Polyolefin elastomer (POE)
Klorerad polyeten (CPE)
Akrylnitril-butadien-styrensampolymer (ABS)
Styren-butadien termoplastisk elastomer (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Flamskyddsmedel (halogenfri flamskyddsmedel)
I många branscher som elektroniska apparater och bilar krävs det att material har flamskydd, men många plastråvaror har låg flamskydd. Förbättrad flamskyddsförmåga kan uppnås genom tillsats av flamskyddsmedel.
Flamskyddsmedel: även känd som flamskyddsmedel, brandskyddsmedel eller brandskyddsmedel, funktionella tillsatser som ger brandfarliga polymerer; de flesta av dem är VA (fosfor), VIIA (brom, klor) och föreningar av ⅢA (antimon, aluminium) element.
Molybdenföreningar, tennföreningar och järnföreningar med rökdämpande effekter tillhör också kategorin flamskyddsmedel. De används huvudsakligen för plast med flamskyddsmedel för att fördröja eller förhindra förbränning av plast, särskilt polymerplast. Gör det längre att antända, självsläckande och svårt att antända.
Flamskyddsgrad av plast: från HB, V-2, V-1, V-0, 5VB till 5VA steg för steg.
5. Modifiering av väderbeständighet (anti-aging, anti-ultraviolett, låg temperaturbeständighet)
Allmänt hänvisar till kylmotståndet hos plast vid låga temperaturer. På grund av plastens inneboende sprödhet vid låg temperatur blir plast sprött vid låga temperaturer. Därför krävs i allmänhet många plastprodukter som används i miljöer med låg temperatur att de har kallt motstånd.
Väderbeständighet: hänvisar till en serie åldringsfenomen som blekning, missfärgning, sprickbildning, krita och styrka minskning av plastprodukter på grund av påverkan av yttre förhållanden som solljus, temperaturförändringar, vind och regn. Ultraviolett strålning är en nyckelfaktor för att främja plaståldring.
6. Modifierad legering
Plastlegering är användning av fysikalisk blandning eller kemiska ympnings- och sampolymerisationsmetoder för att förbereda två eller flera material i ett högpresterande, funktionellt och specialiserat nytt material för att förbättra prestandan hos ett material eller ha båda Syftet med materialegenskaper. Det kan förbättra eller förbättra prestandan hos befintlig plast och sänka kostnaderna.
Allmänna plastlegeringar: såsom PVC, PE, PP, PS-legeringar används ofta och produktionstekniken har generellt behärskats.
Engineering plastlegering: hänvisar till blandningen av teknikplaster (harts), främst inklusive blandningssystemet med PC, PBT, PA, POM (polyoximetylen), PPO, PTFE (polytetrafluoroeten) och andra tekniska plaster som huvudkropp, och ABS-harts modifierade material.
Tillväxthastigheten för användning av PC / ABS-legeringar ligger i framkant inom plastområdet. För närvarande har forskningen om PC / ABS-legering blivit en hotspot för polymerlegeringar.
7. Zirkoniumfosfatmodifierad plast
1) Framställning av polypropen PP / organisk modifierad zirkoniumfosfat OZrP-komposit genom smältblandningsmetod och dess tillämpning i konstruktionsplaster
Först reageras oktadecyldimetyl-tertiär amin (DMA) med a-zirkoniumfosfat för att erhålla organiskt modifierat zirkoniumfosfat (OZrP), och sedan smälts OZrP med polypropen (PP) för att bereda PP / OZrP-kompositer. När OZrP med en massfraktion av 3% tillsätts, kan draghållfastheten, slaghållfastheten och böjhållfastheten hos PP / OZrP-kompositen ökas med 18. 2%, 62. 5% respektive 11. 3%, jämfört med det rena PP-materialet. Den termiska stabiliteten förbättras också avsevärt. Detta beror på att ena änden av DMA samverkar med oorganiska ämnen för att bilda en kemisk bindning, och den andra änden av den långa kedjan är fysiskt intrasslad med PP-molekylkedjan för att öka kompositens draghållfasthet. Den förbättrade slaghållfastheten och den termiska stabiliteten beror på att zirkoniumfosfatinducerat PP producerar β-kristaller. För det andra ökar interaktionen mellan det modifierade PP- och zirkoniumfosfatskiktet avståndet mellan zirkoniumfosfatskikten och bättre dispersion, vilket resulterar i ökad böjhållfasthet. Denna teknik hjälper till att förbättra prestandan hos teknikplast.
2) Polyvinylalkohol / α-zirkoniumfosfat nanokomposit och dess applicering i flamskyddsmedel
Polyvinylalkohol / a-zirkoniumfosfat-nanokompositer kan huvudsakligen användas för framställning av flamskyddsmedel. vägen är:
① Först används återflödesmetoden för att bereda a-zirkoniumfosfat.
② Enligt det flytande-fasta förhållandet på 100 ml / g, ta kvantitativt a-zirkoniumfosfatpulver och dispergera det i avjoniserat vatten, tillsätt vattenlösning av etylamin droppvis under magnetisk omrörning vid rumstemperatur, tillsätt sedan kvantitativ dietanolamin och behandla ultraljud för att bereda ZrP -OH vattenlösning.
③ Lös upp en viss mängd polyvinylalkohol (PVA) i 90 ℃ avjoniserat vatten för att göra en 5% -ig lösning, tillsätt en kvantitativ vattenlösning av ZrP-OH, fortsätt att röra i 6-10 timmar, kyla lösningen och häll den i formen för att lufttorka vid rumstemperatur. En tunn film på cirka 0,15 mm kan bildas.
Tillsatsen av ZrP-OH minskar den initiala nedbrytningstemperaturen för PVA och hjälper samtidigt till att främja karboniseringsreaktionen hos PVA-nedbrytningsprodukter. Detta beror på att polyanjonen som alstras under nedbrytningen av ZrP-OH fungerar som ett protonsyraställe för att främja skjuvningsreaktionen hos PVA-syragruppen genom Norrish II-reaktionen. Förkolningsreaktionen av nedbrytningsprodukterna av PVA förbättrar kolskiktets oxidationsbeständighet och förbättrar därmed flamskyddsprestandan hos kompositmaterialet.
3) Polyvinylalkohol (PVA) / oxiderad stärkelse / α-zirkoniumfosfat nanokomposit och dess roll för att förbättra mekaniska egenskaper
Α-zirkoniumfosfat syntetiserades med sol-gel-återflödesmetod, organiskt modifierad med n-butylamin, och OZrP och PVA blandades för att framställa PVA / a-ZrP nanokomposit. Förbättra effektivt de mekaniska egenskaperna hos kompositmaterialet. När PVA-matrisen innehåller 0,8 viktprocent α-ZrP ökas draghållfastheten och brottöjningen av kompositmaterialet med 17. 3% respektive 26. Jämfört med ren PVA respektive. 6%. Detta beror på att α-ZrP-hydroxyl kan producera stark vätebindning med stärkelsemolekylär hydroxyl, vilket leder till förbättrade mekaniska egenskaper. Samtidigt förbättras också den termiska stabiliteten avsevärt.
4) Polystyren / organiskt modifierat zirkoniumfosfatkompositmaterial och dess tillämpning i nanokompositmaterial med hög temperatur
a-zirkoniumfosfat (α-ZrP) stöds i förväg av metylamin (MA) för att erhålla MA-ZrP-lösning, och sedan tillsätts den syntetiserade p-klormetylstyren (DMA-CMS) -lösningen till MA-ZrP-lösningen och omröres vid rumstemperatur 2 d, produkten filtreras, de fasta ämnena tvättas med destillerat vatten för att detektera inget klor och torkas i vakuum vid 80 ° C under 24 timmar. Slutligen framställs kompositen genom masspolymerisation. Under bulkpolymerisationen kommer en del av styren in mellan zirkoniumfosfatlaminaten och en polymerisationsreaktion inträffar. Produktens termiska stabilitet förbättras avsevärt, kompatibiliteten med polymerkroppen är bättre och den kan uppfylla kraven för högtemperaturbehandling av nanokompositmaterial.
