Plast er et materiale med høy polymer som hovedkomponent. Den består av syntetisk harpiks og fyllstoffer, myknere, stabilisatorer, smøremidler, pigmenter og andre tilsetningsstoffer. Den er i flytende tilstand under produksjon og prosessering for å lette modellering, den presenterer en solid form når behandlingen er fullført.
Hovedkomponenten i plast er syntetisk harpiks. Harpiks er opprinnelig oppkalt etter lipider som utskilles av dyr og planter, som kolofonium, skallakk osv. Syntetiske harpikser (noen ganger bare referert til som "harpiks") refererer til polymerer som ikke har blitt blandet med forskjellige tilsetningsstoffer. Harpiksen utgjør omtrent 40% til 100% av plastens totale vekt. De grunnleggende egenskapene til plast bestemmes hovedsakelig av harpiksens egenskaper, men tilsetningsstoffer spiller også en viktig rolle.
Hvorfor skal plast modifiseres?
Den såkalte "plastmodifiseringen" refererer til metoden for å endre dens opprinnelige ytelse og forbedre en eller flere aspekter ved å tilsette en eller flere andre stoffer til plastharpiksen, og oppnå derved formålet med å utvide anvendelsesområdet. Modifiserte plastmaterialer blir samlet referert til som "modifisert plast".
Hittil har forskning og utvikling av plastkjemisk industri syntetisert tusenvis av polymermaterialer, hvorav bare mer enn 100 er av industriell verdi. Mer enn 90% av harpiksmaterialene som ofte brukes i plast, er konsentrert i de fem generelle harpikser (PE, PP, PVC, PS, ABS) For tiden er det veldig vanskelig å fortsette å syntetisere et stort antall nye polymermaterialer, som er verken økonomisk eller realistisk.
Derfor har grundige studier av forholdet mellom polymersammensetning, struktur og ytelse og modifisering av eksisterende plast på dette grunnlaget for å produsere egnede nye plastmaterialer blitt en av de effektive måtene å utvikle plastindustrien på. Den seksuelle plastindustrien har også oppnådd betydelig utvikling de siste årene.
Plastmodifisering refererer til å endre egenskapene til plastmaterialer i retning som forventes av mennesker gjennom fysiske, kjemiske eller begge metoder, eller for å redusere kostnadene betydelig, eller for å forbedre visse egenskaper, eller for å gi plast Nye funksjoner av materialer. Modifiseringsprosessen kan forekomme under polymerisasjonen av syntetisk harpiks, det vil si kjemisk modifisering, slik som kopolymerisasjon, poding, tverrbinding, etc., kan også utføres under behandlingen av syntetisk harpiks, det vil si fysisk modifikasjon, som f.eks. fylling, sam- Blanding, forbedring, etc.
Hva er metodene for plastmodifisering?
1. Fyllingsmodifisering (mineralfylling)
Ved å tilsette uorganisk mineral (organisk) pulver til vanlig plast, kan plastmaterialets stivhet, hardhet og varmebestandighet forbedres. Det er mange typer fyllstoffer, og egenskapene deres er ekstremt komplekse.
Rollen til plastfyllstoffer: forbedre plastbehandlingsytelsen, forbedre fysiske og kjemiske egenskaper, øke volumet og redusere kostnadene.
Krav til plasttilsetningsstoffer:
(1) Kjemiske egenskaper er inaktive, inerte og reagerer ikke negativt med harpiks og andre tilsetningsstoffer;
(2) Påvirker ikke vannmotstand, kjemisk motstand, værbestandighet, varmebestandighet, etc. av plasten;
(3) Reduserer ikke plastens fysiske egenskaper;
(4) Kan fylles i store mengder;
(5) Den relative tettheten er liten og har liten effekt på produktets tetthet.
2. Forbedret modifikasjon (glassfiber / karbonfiber)
Forsterkningstiltak: ved å tilsette fiberholdige materialer som glassfiber og karbonfiber.
Forbedringseffekt: det kan forbedre materialets stivhet, styrke, hardhet og varmebestandighet betydelig,
Bivirkninger av modifikasjon: Men mange materialer vil føre til dårlig overflate og lavere forlengelse ved brudd.
Forbedringsprinsipp:
(1) Forsterkede materialer har høyere styrke og modul;
(2) Harpiks har mange iboende gode fysiske og kjemiske stoffer (korrosjonsbestandighet, isolasjon, strålingsmotstand, øyeblikkelig ablasjonsmotstand ved høy temperatur, etc.) og prosesseringsegenskaper;
(3) Etter at harpiksen er blandet med armeringsmaterialet, kan armeringsmaterialet forbedre de mekaniske eller andre egenskapene til harpiksen, og harpiksen kan spille rollen som binding og overføring av belastning til armeringsmaterialet, slik at den forsterkede plasten har gode egenskaper.
3. Hærdningsmodifisering
Mange materialer er ikke tøffe nok og for sprø. Ved å tilsette materialer med bedre seighet eller ultrafine uorganiske materialer, kan seigheten og ytelsen ved lave temperaturer økes.
Herdemiddel: For å redusere sprøheten av plasten etter herding, og forbedre slagfastheten og forlengelsen, tilsettes et additiv til harpiksen.
Vanlige herdemidler - hovedsakelig maleinsyreanhydridpodningskompatibiliseringsmiddel:
Etylen-vinylacetat-kopolymer (EVA)
Polyolefin elastomer (POE)
Klorert polyetylen (CPE)
Akrylnitril-butadien-styren-kopolymer (ABS)
Styren-butadien termoplastisk elastomer (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Flammehemmende modifikasjon (halogenfri flammehemmende)
I mange bransjer som elektroniske apparater og biler, kreves det at materialer har flammehemmende, men mange plastråvarer har lav flammehemming. Forbedret flammehemming kan oppnås ved å tilsette flammehemmere.
Flammehemmere: også kjent som flammehemmere, brannhemmere eller brannhemmere, funksjonelle tilsetningsstoffer som gir brannfarlige polymerer flammehemmende; de fleste av dem er VA (fosfor), VIIA (brom, klor) og forbindelser av ⅢA (antimon, aluminium) elementer.
Molybdenforbindelser, tinnforbindelser og jernforbindelser med røykdempende effekter tilhører også kategorien flammehemmere. De brukes hovedsakelig til plast med flammehemmende krav for å forsinke eller forhindre forbrenning av plast, spesielt polymerplast. Gjør det lengre å tenne, selvslukkende og vanskelig å antenne.
Flammehemmende plast: fra HB, V-2, V-1, V-0, 5VB til 5VA trinn for trinn.
5. Modstand mot værbestandighet (anti-aldring, anti-ultrafiolett, motstand mot lav temperatur)
Henviser generelt til den kalde motstanden til plast ved lave temperaturer. På grunn av plastens iboende lave temperaturer blir plast sprø ved lave temperaturer. Derfor kreves det generelt at mange plastprodukter som brukes i omgivelser med lav temperatur, er motstandsdyktig mot kulde.
Værbestandighet: refererer til en serie aldringsfenomener som falming, misfarging, sprekkdannelse, kritting og styrkereduksjon av plastprodukter på grunn av påvirkning av ytre forhold som sollys, temperaturendringer, vind og regn. Ultrafiolett stråling er en nøkkelfaktor for å fremme plast aldring.
6. Modifisert legering
Plastlegering er bruk av fysiske blandinger eller kjemiske podings- og kopolymeriseringsmetoder for å fremstille to eller flere materialer til et høytytende, funksjonelt og spesialisert nytt materiale for å forbedre ytelsen til ett materiale eller har begge Formålet med materialegenskaper. Det kan forbedre eller forbedre ytelsen til eksisterende plast og redusere kostnadene.
Generelle plastlegeringer: som PVC, PE, PP, PS legeringer er mye brukt, og produksjonsteknologien er generelt mestret.
Engineering plastlegering: refererer til blandingen av engineering plast (harpiks), hovedsakelig inkludert blandesystemet med PC, PBT, PA, POM (polyoxymethylene), PPO, PTFE (polytetrafluoroethylene) og andre engineering plast som hoveddelen, og ABS harpiks modifiserte materialer.
Vekstraten for bruk av PC / ABS-legeringer er i forkant av plastfeltet. For tiden har forskning på PC / ABS-legering blitt et forskningspunkt for polymerlegeringer.
7. Zirkoniumfosfatmodifisert plast
1) Fremstilling av polypropylen PP / organisk modifisert zirkoniumfosfat OZrP-kompositt ved smelteblandingsmetode og dens anvendelse i teknisk plast
Først reageres oktadecyldimetyl-tertiær amin (DMA) med α-zirkoniumfosfat for å oppnå organisk modifisert zirkoniumfosfat (OZrP), og deretter smelter OZrP med polypropylen (PP) for å fremstille PP / OZrP-kompositter. Når OZrP med en massefraksjon på 3% tilsettes, kan strekkfastheten, støtstyrken og bøyestyrken til PP / OZrP-kompositten økes med henholdsvis 18. 2%, 62. 5% og 11. 3%, sammenlignet med det rene PP-materialet. Den termiske stabiliteten forbedres også betydelig. Dette er fordi den ene enden av DMA samhandler med uorganiske stoffer for å danne en kjemisk binding, og den andre enden av den lange kjeden er fysisk viklet inn i PP-molekylkjeden for å øke strekkfastheten til kompositten. Den forbedrede slagfastheten og den termiske stabiliteten skyldes at zirkoniumfosfatindusert PP produserer β-krystaller. For det andre øker samspillet mellom det modifiserte PP og zirkoniumfosfatlagene avstanden mellom zirkoniumfosfatlagene og bedre dispersjon, noe som resulterer i økt bøyestyrke. Denne teknologien bidrar til å forbedre ytelsen til teknisk plast.
2) Polyvinylalkohol / α-zirkoniumfosfat nanokompositt og dets anvendelse i flammehemmende materialer
Polyvinylalkohol / α-zirkoniumfosfat-nanokompositter kan hovedsakelig brukes til fremstilling av flammehemmende materialer. veien er:
① Først brukes tilbakeløpsmetoden for å fremstille α-zirkoniumfosfat.
I henhold til forholdet mellom væske og fast stoff på 100 ml / g, ta kvantitativt α-zirkoniumfosfatpulver og disperger det i avionisert vann, tilsett vandig etylamin-løsning dråpevis under magnetisk omrøring ved romtemperatur, tilsett deretter kvantitativ dietanolamin, og behandle ultralyd for å tilberede ZrP -OH vandig løsning.
③ Oppløs en viss mengde polyvinylalkohol (PVA) i 90 ℃ avionisert vann for å lage en 5% løsning, tilsett en kvantitativ vandig ZrP-OH-løsning, fortsett å røre i 6-10 timer, avkjøl løsningen og hell den i formen til lufttørke ved romtemperatur. En tynn film på ca. 0,15 mm kan dannes.
Tilsetningen av ZrP-OH reduserer PVAs opprinnelige nedbrytningstemperatur betydelig, og hjelper samtidig til å fremme karboniseringsreaksjonen til PVA-nedbrytningsprodukter. Dette er fordi polyanionen som genereres under nedbrytningen av ZrP-OH fungerer som et protonsyresete for å fremme skjærreaksjonen til PVA-syregruppen gjennom Norrish II-reaksjonen. Karboniseringsreaksjonen av nedbrytningsproduktene til PVA forbedrer oksidasjonsmotstanden til karbonlaget, og forbedrer derved flammehemmende ytelsen til komposittmaterialet.
3) Polyvinylalkohol (PVA) / oksidert stivelse / α-zirkoniumfosfat nanokompositt og dets rolle i forbedring av mekaniske egenskaper
Α-Zirkoniumfosfat ble syntetisert ved sol-gel-tilbakeløpsmetode, organisk modifisert med n-butylamin, og OZrP og PVA ble blandet for å fremstille PVA / α-ZrP nanokompositt. Forbedre de mekaniske egenskapene til komposittmaterialet effektivt. Når PVA-matrisen inneholder 0,8 masseprosent av α-ZrP, økes strekkfastheten og forlengelsen ved brudd av komposittmaterialet med henholdsvis 17. 3% og 26. Sammenlignet med henholdsvis ren PVA. 6%. Dette er fordi α-ZrP hydroksyl kan produsere sterk hydrogenbinding med stivelsesmolekylær hydroksyl, noe som fører til forbedrede mekaniske egenskaper. Samtidig forbedres den termiske stabiliteten betydelig.
4) Polystyren / organisk modifisert komposittmateriale av zirkoniumfosfat og dets anvendelse i nanokomposittmaterialer med høy temperatur
α-zirkoniumfosfat (α-ZrP) er forhåndsstøttet av metylamin (MA) for å oppnå MA-ZrP-løsning, og deretter tilsettes den syntetiserte p-klormetylstyren (DMA-CMS) til MA-ZrP-løsningen og omrøres ved romtemperatur 2 d, produktet filtreres, de faste stoffene vaskes med destillert vann for å påvise ingen klor og tørkes i vakuum ved 80 ° C i 24 timer. Til slutt fremstilles kompositten ved massepolymerisasjon. Under bulkpolymerisasjonen kommer en del av styrenet inn mellom zirkoniumfosfatlaminatene, og det oppstår en polymerisasjonsreaksjon. Produktets termiske stabilitet er betydelig forbedret, kompatibiliteten med polymerlegemet er bedre, og det kan oppfylle kravene til høytemperaturbehandling av nanokomposittmaterialer.
