Plastik adalah bahan dengan polimer tinggi sebagai komponen utama. Ia terdiri daripada resin sintetik dan pengisi, pemplastik, penstabil, pelincir, pigmen dan bahan tambahan lain. Ia berada dalam keadaan lancar semasa pembuatan dan pemprosesan untuk memudahkan pemodelan, Ia memberikan bentuk yang padat ketika pemprosesan selesai.
Komponen utama plastik adalah resin sintetik. Resin pada awalnya dinamakan lipid yang dirembeskan oleh haiwan dan tumbuhan, seperti rosin, shellac, dll. Resin sintetik (kadang-kadang hanya disebut sebagai "resin") merujuk kepada polimer yang belum dicampurkan dengan pelbagai bahan tambahan. Resin menyumbang kira-kira 40% hingga 100% daripada jumlah berat plastik. Sifat asas plastik ditentukan terutamanya oleh sifat resin, tetapi bahan tambahan juga memainkan peranan penting.
Mengapa plastik mesti diubah suai?
Apa yang disebut "pengubahsuaian plastik" merujuk kepada kaedah mengubah prestasi asalnya dan meningkatkan satu atau lebih aspek dengan menambahkan satu atau lebih bahan lain pada resin plastik, sehingga mencapai tujuan memperluas skop penerapannya. Bahan plastik yang diubah secara kolektif disebut sebagai "plastik yang diubah suai".
Hingga kini, penyelidikan dan pengembangan industri kimia plastik telah mensintesis ribuan bahan polimer, di mana hanya lebih dari 100 yang bernilai industri. Lebih daripada 90% bahan resin yang biasa digunakan dalam plastik terkonsentrasi dalam lima resin umum (PE, PP, PVC, PS, ABS) Pada masa ini, sangat sukar untuk terus mensintesis sejumlah besar bahan polimer baru, yang tidak ekonomik dan tidak realistik.
Oleh itu, kajian mendalam mengenai hubungan antara komposisi polimer, struktur dan prestasi, dan pengubahsuaian plastik yang ada berdasarkan ini, untuk menghasilkan bahan plastik baru yang sesuai, telah menjadi salah satu cara yang berkesan untuk mengembangkan industri plastik. Industri plastik seksual juga telah mencapai kemajuan yang besar dalam beberapa tahun kebelakangan ini.
Pengubahsuaian plastik merujuk kepada mengubah sifat bahan plastik ke arah yang diharapkan oleh orang melalui kaedah fizikal, kimia atau kedua-dua kaedah, atau untuk mengurangkan kos, atau meningkatkan sifat tertentu, atau memberi plastik Fungsi baru bahan. Proses pengubahsuaian dapat terjadi semasa pempolimeran resin sintetik, yaitu, pengubahsuaian kimia, seperti kopolimerisasi, cantuman, penyambungan silang, dan lain-lain, juga dapat dilakukan selama pemrosesan resin sintetik, yaitu, modifikasi fizikal, seperti mengisi, mencampurkan bersama, meningkatkan, dll.
Apakah kaedah pengubahsuaian plastik?
1. Pengubahsuaian pengisian (pengisian mineral)
Dengan menambahkan serbuk mineral bukan organik (organik) ke plastik biasa, ketegaran, kekerasan dan ketahanan haba bahan plastik dapat ditingkatkan. Terdapat banyak jenis pengisi dan sifatnya sangat kompleks.
Peranan pengisi plastik: meningkatkan prestasi pemprosesan plastik, meningkatkan sifat fizikal dan kimia, meningkatkan jumlah, dan mengurangkan kos.
Keperluan untuk bahan tambahan plastik:
(1) Sifat kimia tidak aktif, lengai, dan tidak bertindak balas buruk dengan resin dan bahan tambahan lain;
(2) Tidak mempengaruhi ketahanan air, rintangan kimia, tahan cuaca, tahan panas, dll dari plastik;
(3) Tidak mengurangkan sifat fizikal plastik;
(4) Boleh diisi dalam jumlah besar;
(5) Ketumpatan relatif kecil dan tidak banyak mempengaruhi ketumpatan produk.
2. Pengubahsuaian yang dipertingkatkan (gentian kaca / serat karbon)
Langkah pengukuhan: dengan menambahkan bahan berserat seperti gentian kaca dan serat karbon.
Kesan peningkatan: ia dapat meningkatkan ketegaran, kekuatan, kekerasan, dan ketahanan haba bahan dengan ketara,
Kesan buruk daripada pengubahsuaian: Tetapi banyak bahan akan menyebabkan permukaan yang lemah dan pemanjangan yang lebih rendah semasa rehat.
Prinsip peningkatan:
(1) Bahan bertetulang mempunyai kekuatan dan modulus yang lebih tinggi;
(2) Resin mempunyai banyak fizikal dan kimia yang sangat baik (rintangan kakisan, penebat, rintangan radiasi, ketahanan ablasi suhu tinggi seketika, dll.) Dan sifat pemprosesan;
(3) Setelah resin digabungkan dengan bahan penguat, bahan penguat dapat meningkatkan sifat mekanik atau sifat lain dari resin, dan resin dapat berperan sebagai ikatan dan pemindahan beban ke bahan penguat, sehingga plastik yang diperkuat memiliki sifat yang sangat baik.
3. Pengubahsuaian yang sukar
Banyak bahan tidak cukup sukar dan terlalu rapuh. Dengan menambahkan bahan dengan ketahanan yang lebih baik atau bahan bukan organik yang sangat halus, keliatan dan prestasi suhu rendah bahan dapat ditingkatkan.
Agen pengeras: Untuk mengurangkan kerapuhan plastik setelah pengerasan, dan meningkatkan kekuatan dan pemanjangan hentamannya, bahan tambahan ditambahkan pada resin.
Ejen penguat yang biasa digunakan - kebanyakannya penyusun graf anhidrida maleik:
Kopolimer etilena-vinil asetat (EVA)
Elastomer poliolefin (POE)
Polietilena berklorin (CPE)
Kopolimer akrilonitril-butadiena-styrena (ABS)
Elastomer termoplastik Styrene-butadiene (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Pengubahsuaian tahan api (kalis api bebas halogen)
Di banyak industri seperti perkakas elektronik dan kenderaan, bahan-bahan diharuskan memiliki kalis api, tetapi banyak bahan mentah plastik memiliki keterlambatan api yang rendah. Ketahanan api yang lebih baik dapat dicapai dengan menambahkan kalis api.
Retardants api: juga dikenali sebagai tahan api, retardants api atau retardants api, bahan tambahan berfungsi yang memberikan kelambatan api kepada polimer yang mudah terbakar; kebanyakannya adalah unsur VA (fosforus), VIIA (bromin, klorin) dan Sebatian CompA (antimoni, aluminium).
Sebatian molibdenum, sebatian timah, dan sebatian besi dengan kesan penekan asap juga termasuk dalam kategori tahan api. Mereka digunakan terutamanya untuk plastik dengan keperluan tahan api untuk menunda atau mencegah pembakaran plastik, terutama plastik polimer. Jadikannya lebih lama untuk menyala, memadamkan diri, dan sukar dinyalakan.
Gred tahan api plastik: dari HB, V-2, V-1, V-0, 5VB hingga 5VA selangkah demi selangkah.
5. Pengubahsuaian tahan cuaca (anti-penuaan, anti-ultraviolet, tahan suhu rendah)
Secara amnya merujuk kepada ketahanan plastik yang sejuk pada suhu rendah. Oleh kerana kerapuhan plastik pada suhu rendah, plastik menjadi rapuh pada suhu rendah. Oleh itu, banyak produk plastik yang digunakan dalam persekitaran suhu rendah pada umumnya diharuskan mempunyai ketahanan sejuk.
Rintangan cuaca: merujuk kepada rangkaian fenomena penuaan seperti pudar, perubahan warna, retak, kapur, dan pengurangan kekuatan produk plastik kerana pengaruh keadaan luaran seperti cahaya matahari, perubahan suhu, angin dan hujan. Sinaran ultraviolet adalah faktor utama dalam mempromosikan penuaan plastik.
6. Aloi yang diubah suai
Aloi plastik adalah penggunaan kaedah pencampuran fizikal atau cantuman kimia dan kopolimerisasi untuk menyediakan dua atau lebih bahan menjadi bahan baru berprestasi tinggi, berfungsi, dan khusus untuk meningkatkan prestasi satu bahan atau mempunyai kedua-duanya Tujuan sifat bahan. Ia dapat meningkatkan atau meningkatkan prestasi plastik yang ada dan mengurangkan kos.
Aloi plastik umum: seperti aloi PVC, PE, PP, PS digunakan secara meluas, dan teknologi pengeluaran pada umumnya dikuasai.
Aloi plastik kejuruteraan: merujuk kepada campuran plastik kejuruteraan (resin), terutamanya termasuk sistem pencampuran dengan PC, PBT, PA, POM (polyoxymethylene), PPO, PTFE (polytetrafluoroethylene) dan plastik kejuruteraan lain sebagai badan utama, dan resin ABS bahan ubah suai.
Kadar pertumbuhan penggunaan aloi PC / ABS berada di barisan hadapan bidang plastik. Pada masa ini, penyelidikan pengadukan PC / ABS telah menjadi tempat penyelidikan aloi polimer.
7. Plastik diubah suai fosfat zirkonium
1) Penyediaan komposit polipropilena PP / zirkonium fosfat OZrP yang diubah suai organik dengan kaedah pencampuran lebur dan aplikasinya dalam plastik kejuruteraan
Pertama, octadecyl dimethyl tertiary amine (DMA) direaksikan dengan α-zirkonium fosfat untuk mendapatkan zirkonium fosfat yang diubahsuai secara organik (OZrP), dan kemudian OZrP dicairkan dicampurkan dengan polipropilena (PP) untuk menyiapkan komposit PP / OZrP. Apabila OZrP dengan pecahan jisim 3% ditambahkan, kekuatan tegangan, kekuatan hentaman, dan kekuatan lenturan komposit PP / OZrP dapat ditingkatkan masing-masing sebanyak 18. 2%, 62. 5%, dan 11. 3%, berbanding dengan bahan PP tulen. Kestabilan terma juga bertambah baik. Ini kerana satu hujung DMA berinteraksi dengan bahan bukan organik untuk membentuk ikatan kimia, dan ujung rantai panjang yang lain secara fizikal dililit dengan rantai molekul PP untuk meningkatkan kekuatan tegangan komposit. Kekuatan hentakan dan kestabilan terma yang lebih baik disebabkan oleh zirkonium fosfat yang mendorong PP menghasilkan kristal β. Kedua, interaksi antara lapisan PP yang diubah dan lapisan fosfat zirkonium meningkatkan jarak antara lapisan fosfat zirkonium dan penyebaran yang lebih baik, yang mengakibatkan peningkatan kekuatan lenturan. Teknologi ini membantu meningkatkan prestasi plastik kejuruteraan.
2) nanokomposit polivinil alkohol / α-zirkonium fosfat dan aplikasinya dalam bahan tahan api
Nanokomposit polivinil alkohol / α-zirkonium fosfat terutamanya boleh digunakan untuk penyediaan bahan tahan api. caranya adalah:
① Pertama, kaedah refluks digunakan untuk menyediakan α-zirkonium fosfat.
RatioMenurut nisbah cecair-pepejal 100 mL / g, ambil serbuk α-zirkonium fosfat kuantitatif dan sebarkan dalam air deionisasi, tambahkan larutan berair etilamina setetes di bawah pengadukan magnet pada suhu bilik, kemudian tambahkan dietanolamin kuantitatif, dan rawatan ultrasonik untuk menyediakan ZrP Larutan berair -OH.
Iss Larutkan sejumlah polivinil alkohol (PVA) dalam 90 water air deionisasi untuk membuat larutan 5%, tambahkan larutan berair ZrP-OH kuantitatif, terus kacau selama 6-10 jam, sejukkan larutan dan tuangkan ke dalam acuan untuk kering udara pada suhu bilik, Sebuah filem nipis kira-kira 0.15 mm dapat dibentuk.
Penambahan ZrP-OH secara signifikan mengurangkan suhu degradasi awal PVA, dan pada masa yang sama membantu mempromosikan reaksi karbonisasi produk degradasi PVA. Ini kerana polianion yang dihasilkan semasa degradasi ZrP-OH bertindak sebagai tapak asid proton untuk mempromosikan tindak balas ricih kumpulan asid PVA melalui reaksi Norrish II. Tindak balas karbonisasi produk degradasi PVA meningkatkan ketahanan pengoksidaan lapisan karbon, dengan itu meningkatkan prestasi kalis api dari bahan komposit.
3) Polivinil alkohol (PVA) / pati teroksidasi / α-zirkonium fosfat nanokomposit dan peranannya dalam meningkatkan sifat mekanikal
A-Zirkonium fosfat disintesis dengan kaedah refluks sol-gel, diubah suai secara organik dengan n-butylamine, dan OZrP dan PVA diadun untuk menyiapkan nanokomposit PVA / α-ZrP. Memperbaiki sifat mekanikal bahan komposit dengan berkesan. Apabila matriks PVA mengandungi 0.8% jisim α-ZrP, kekuatan tegangan dan pemanjangan pada pemecahan bahan komposit meningkat sebanyak 17. 3% dan 26. Berbanding dengan PVA tulen, masing-masing. 6%. Ini kerana hidroksil α-ZrP dapat menghasilkan ikatan hidrogen yang kuat dengan hidroksil molekul kanji, yang membawa kepada peningkatan sifat mekanikal. Pada masa yang sama, kestabilan terma juga ditingkatkan dengan ketara.
4) Bahan komposit zirkonium fosfat polistirena / organik yang diubah suai dan aplikasinya dalam bahan nanokomposit pemprosesan suhu tinggi
α-Zirkonium fosfat (α-ZrP) disokong terlebih dahulu oleh metilamina (MA) untuk mendapatkan larutan MA-ZrP, dan kemudian larutan p-chloromethyl styrene (DMA-CMS) yang disintesis ditambahkan ke larutan MA-ZrP dan diaduk pada suhu bilik 2 d, produk disaring, pepejal dicuci dengan air suling untuk tidak mengesan klorin, dan dikeringkan dalam vakum pada suhu 80 ℃ selama 24 jam. Akhirnya, komposit disediakan dengan pempolimeran pukal. Semasa pempolimeran pukal, sebahagian daripada styrene memasuki antara lamina fosfat zirkonium, dan reaksi pempolimeran berlaku. Kestabilan termal produk ditingkatkan dengan ketara, keserasian dengan badan polimer lebih baik, dan dapat memenuhi keperluan pemprosesan suhu tinggi bahan nanokomposit.
