Plasticul este un material cu polimer ridicat ca componentă principală. Este compus din rășini sintetice și materiale de umplutură, plastifianți, stabilizatori, lubrifianți, pigmenți și alți aditivi. Se află într-o stare fluidă în timpul fabricației și prelucrării pentru a facilita modelarea. Prezintă o formă solidă la finalizarea procesării.
Componenta principală a plasticului este rășina sintetică. Rășinile sunt numite inițial după lipide secretate de animale și plante, cum ar fi colofoniu, șelac etc. Rășinile sintetice (uneori denumite pur și simplu „rășini”) se referă la polimeri care nu au fost amestecați cu diverși aditivi. Rășina reprezintă aproximativ 40% până la 100% din greutatea totală a plasticului. Proprietățile de bază ale materialelor plastice sunt determinate în principal de proprietățile rășinii, dar și aditivii joacă un rol important.
De ce ar trebui modificat plasticul?
Așa-numita „modificare plastică” se referă la metoda de modificare a performanței sale inițiale și de îmbunătățire a unuia sau mai multor aspecte prin adăugarea uneia sau mai multor alte substanțe la rășina plastică, atingând astfel scopul extinderii domeniului său de aplicare. Materialele plastice modificate sunt denumite colectiv „materiale plastice modificate”.
Până în prezent, cercetarea și dezvoltarea industriei chimice a materialelor plastice a sintetizat mii de materiale polimerice, dintre care doar peste 100 au valoare industrială. Mai mult de 90% din materialele rășinoase utilizate în mod obișnuit în plastic sunt concentrate în cele cinci rășini generale (PE, PP, PVC, PS, ABS) În prezent, este foarte dificil să continuăm să sintetizăm un număr mare de materiale polimerice noi, care nu este nici economic, nici realist.
Prin urmare, studiul aprofundat al relației dintre compoziția polimerului, structura și performanța și modificarea materialelor plastice existente pe această bază, pentru a produce materiale plastice noi adecvate, a devenit una dintre modalitățile eficiente de dezvoltare a industriei materialelor plastice. Industria plasticelor sexuale a realizat, de asemenea, o dezvoltare considerabilă în ultimii ani.
Modificarea plasticului se referă la schimbarea proprietăților materialelor plastice în direcția așteptată de oameni prin metode fizice, chimice sau ambele, sau pentru a reduce semnificativ costurile sau pentru a îmbunătăți anumite proprietăți sau pentru a conferi materialelor plastice noi funcții ale materialelor. Procesul de modificare poate avea loc în timpul polimerizării rășinii sintetice, adică modificarea chimică, cum ar fi copolimerizarea, altoirea, reticularea etc., poate fi efectuată și în timpul procesării rășinii sintetice, adică a modificării fizice, cum ar fi umplere, co-amestecare, îmbunătățire etc.
Care sunt metodele de modificare a plasticului?
1. Modificare umplere (umplere minerală)
Prin adăugarea pulberii minerale anorganice (organice) la materialele plastice obișnuite, rigiditatea, duritatea și rezistența la căldură a materialelor plastice pot fi îmbunătățite. Există multe tipuri de umpluturi și proprietățile lor sunt extrem de complexe.
Rolul materialelor de umplutură din plastic: îmbunătățesc performanțele de prelucrare a plasticului, îmbunătățesc proprietățile fizice și chimice, măresc volumul și reduc costurile.
Cerințe pentru aditivii din plastic:
(1) Proprietățile chimice sunt inactive, inerte și nu reacționează negativ cu rășina și alți aditivi;
(2) Nu afectează rezistența la apă, rezistența chimică, rezistența la intemperii, rezistența la căldură etc. a plasticului;
(3) Nu reduce proprietățile fizice ale plasticului;
(4) Poate fi umplut în cantități mari;
(5) Densitatea relativă este mică și are un efect redus asupra densității produsului.
2. Modificare îmbunătățită (fibră de sticlă / fibră de carbon)
Măsuri de întărire: prin adăugarea de materiale fibroase precum fibra de sticlă și fibra de carbon.
Efect de îmbunătățire: poate îmbunătăți semnificativ rigiditatea, rezistența, duritatea și rezistența la căldură a materialului,
Efecte adverse ale modificării: Dar multe materiale vor provoca suprafață slabă și alungire mai mică la rupere.
Principiul de îmbunătățire:
(1) Materialele armate au rezistență și modul mai mare;
(2) Rășina are multe proprietăți fizice și chimice inerente excelente (rezistență la coroziune, izolație, rezistență la radiații, rezistență instantanee la ablație la temperaturi ridicate etc.) și proprietăți de procesare;
(3) După ce rășina este compusă cu materialul de armare, materialul de armare poate îmbunătăți proprietățile mecanice sau de altă natură ale rășinii, iar rășina poate juca rolul de a lega și de a transfera sarcina la materialul de armare, astfel încât plasticul armat să aibă proprietăți excelente.
3. Modificarea întăririi
Multe materiale nu sunt suficient de rezistente și prea fragile. Prin adăugarea de materiale cu rezistență mai bună sau materiale anorganice ultrafine, rezistența și performanțele la temperaturi scăzute ale materialelor pot fi crescute.
Agent de întărire: Pentru a reduce fragilitatea plasticului după întărire și pentru a îmbunătăți rezistența la impact și alungirea acestuia, un aditiv adăugat la rășină.
Agenți de întărire utilizați în mod obișnuit - în principal compatibilizator pentru grefarea anhidridei maleice:
Copolimer de etilen-acetat de vinil (EVA)
Elastomer poliolefinic (POE)
Polietilenă clorurată (CPE)
Copolimer acrilonitril-butadien-stiren (ABS)
Elastomer termoplastic stiren-butadienic (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Modificare ignifugă (ignifugă fără halogeni)
În multe industrii, cum ar fi aparatele electronice și automobilele, materialele trebuie să aibă o rezistență la flacără, dar multe materii prime din plastic au o rezistență scăzută la flacără. O întârziere îmbunătățită poate fi obținută prin adăugarea de substanțe ignifuge.
Ignifuge: cunoscute și sub numele de ignifuge, ignifuge sau ignifuge, aditivi funcționali care conferă ignifug polimerilor inflamabili; majoritatea sunt VA (fosfor), VIIA (brom, clor) și compuși ai elementelor ⅢA (antimoniu, aluminiu).
Compușii de molibden, compușii de staniu și compușii de fier cu efecte de suprimare a fumului aparțin, de asemenea, categoriei ignifugilor. Acestea sunt utilizate în principal pentru materialele plastice cu cerințe ignifuge pentru a întârzia sau preveni arderea materialelor plastice, în special a materialelor plastice polimerice. Faceți mai lungă aprinderea, auto-stingerea și greu de aprins.
Grad ignifug din plastic: de la HB, V-2, V-1, V-0, 5VB la 5VA pas cu pas.
5. Modificarea rezistenței la intemperii (anti-îmbătrânire, anti-ultraviolete, rezistență la temperaturi scăzute)
În general, se referă la rezistența la rece a materialelor plastice la temperaturi scăzute. Datorită fragilității inerente a temperaturilor scăzute a materialelor plastice, materialele plastice devin fragile la temperaturi scăzute. Prin urmare, multe produse din plastic utilizate în medii cu temperatură scăzută trebuie, în general, să aibă rezistență la frig.
Rezistența la intemperii: se referă la o serie de fenomene de îmbătrânire, cum ar fi decolorarea, decolorarea, crăparea, cretarea și reducerea rezistenței produselor din plastic datorită influenței condițiilor externe, cum ar fi lumina soarelui, schimbările de temperatură, vântul și ploaia. Radiațiile ultraviolete sunt un factor cheie în promovarea îmbătrânirii plasticului.
6. Aliaj modificat
Aliajul de plastic este utilizarea unor metode de amestecare fizică sau de altoire chimică și copolimerizare pentru a pregăti două sau mai multe materiale într-un material nou performant, funcțional și specializat pentru a îmbunătăți performanța unui material sau pentru a avea ambele Scopul proprietăților materialului. Poate îmbunătăți sau îmbunătăți performanța materialelor plastice existente și reduce costurile.
Aliaje de plastic generale: precum aliajele din PVC, PE, PP, PS sunt utilizate pe scară largă, iar tehnologia de producție a fost în general stăpânită.
Aliaj plastic de inginerie: se referă la amestecul de materiale plastice tehnice (rășină), inclusiv în principal sistemul de amestecare cu PC, PBT, PA, POM (polioximetilen), PPO, PTFE (politetrafluoretilenă) și alte materiale plastice de inginerie ca corp principal și rășină ABS materiale modificate.
Rata de creștere a utilizării aliajelor PC / ABS este în prim-planul domeniului materialelor plastice. În prezent, cercetarea aliajelor PC / ABS a devenit un punct fierbinte de cercetare a aliajelor polimerice.
7. Plastic modificat cu fosfat de zirconiu
1) Prepararea compozitului OZrP din polipropilenă PP / fosfat de zirconiu organic modificat prin metoda de amestecare prin topire și aplicarea sa în materialele plastice tehnice
Mai întâi, octadecil dimetil amină terțiară (DMA) reacționează cu fosfat de α-zirconiu pentru a obține fosfat de zirconiu modificat organic (OZrP), iar apoi OZrP este topit în amestec cu polipropilenă (PP) pentru a prepara compozite PP / OZrP. Când se adaugă OZrP cu o fracție de masă de 3%, rezistența la tracțiune, rezistența la impact și rezistența la flexiune a compozitului PP / OZrP pot fi crescute cu 18. 2%, 62. 5% și respectiv 11. 3%, în comparație cu materialul PP pur. Stabilitatea termică este, de asemenea, îmbunătățită semnificativ. Acest lucru se datorează faptului că un capăt al DMA interacționează cu substanțe anorganice pentru a forma o legătură chimică, iar celălalt capăt al lanțului lung este încurcat fizic cu lanțul molecular PP pentru a crește rezistența la tracțiune a compozitului. Rezistența la impact îmbunătățită și stabilitatea termică se datorează fosfatului de zirconiu indus de PP pentru a produce cristale β. În al doilea rând, interacțiunea dintre PP modificat și straturile de fosfat de zirconiu crește distanța dintre straturile de fosfat de zirconiu și o mai bună dispersie, rezultând o rezistență crescută la îndoire. Această tehnologie ajută la îmbunătățirea performanței materialelor plastice tehnice.
2) Nanocompozit alcool polivinilic / fosfat de α-zirconiu și aplicarea acestuia în materiale ignifuge
Nanocompozitele cu alcool polivinilic / fosfat de α-zirconiu pot fi utilizate în principal pentru prepararea materialelor ignifuge. calea este:
① În primul rând, metoda de reflux este utilizată pentru a prepara fosfat de α-zirconiu.
②În conformitate cu raportul lichid-solid de 100 mL / g, luați pulbere de fosfat α-zirconiu cantitativ și dispersați-o în apă deionizată, adăugați soluție apoasă de etilamină prin picurare sub agitare magnetică la temperatura camerei, apoi adăugați dietanolamină cantitativă și tratați cu ultrasunete pentru a prepara ZrP -OH soluție apoasă.
③ Se dizolvă o anumită cantitate de alcool polivinilic (PVA) în apă deionizată de 90 to pentru a face o soluție de 5%, se adaugă o soluție apoasă cantitativă de ZrP-OH, se continuă agitarea timp de 6-10 ore, se răcește soluția și se toarnă în matriță uscat la aer la temperatura camerei, se poate forma o peliculă subțire de aproximativ 0,15 mm.
Adăugarea de ZrP-OH reduce semnificativ temperatura inițială de degradare a PVA și, în același timp, ajută la promovarea reacției de carbonizare a produselor de degradare PVA. Acest lucru se datorează faptului că polianionul generat în timpul degradării ZrP-OH acționează ca un situs de acid protonic pentru a promova reacția de forfecare a grupului acid PVA prin reacția Norrish II. Reacția de carbonizare a produselor de degradare a PVA îmbunătățește rezistența la oxidare a stratului de carbon, îmbunătățind astfel performanța ignifugă a materialului compozit.
3) Alcool polivinilic (PVA) / amidon oxidat / fosfat de α-zirconiu nanocompozit și rolul său în îmbunătățirea proprietăților mecanice
Fosfatul de Α-zirconiu a fost sintetizat prin metoda de reflux sol-gel, modificat organic cu n-butilamină, iar OZrP și PVA au fost amestecate pentru a prepara nanocompozit PVA / α-ZrP. Îmbunătățiți efectiv proprietățile mecanice ale materialului compozit. Când matricea PVA conține 0,8% în masă de α-ZrP, rezistența la tracțiune și alungirea la rupere a materialului compozit sunt crescute cu 17,3% și respectiv 26. Comparativ cu PVA pur, respectiv. 6%. Acest lucru se datorează faptului că hidroxilul α-ZrP poate produce o legătură puternică de hidrogen cu hidroxil molecular cu amidon, ceea ce duce la îmbunătățirea proprietăților mecanice. În același timp, stabilitatea termică este, de asemenea, îmbunătățită semnificativ.
4) Material compozit din polistiren / fosfat de zirconiu modificat organic și aplicarea acestuia în materiale nanocompozite de prelucrare la temperatură înaltă
Fosfatul de α-zirconiu (α-ZrP) este pre-susținut de metilamină (MA) pentru a obține soluția MA-ZrP, iar apoi soluția sintetizată de p-clorometil stiren (DMA-CMS) este adăugată la soluția MA-ZrP și agitată la temperatura camerei 2 d, produsul este filtrat, solidele sunt spălate cu apă distilată pentru a nu detecta clor și uscate în vid la 80 ° C timp de 24 ore. În cele din urmă, compozitul este preparat prin polimerizare în vrac. În timpul polimerizării în vrac, o parte din stiren intră între laminatele de fosfat de zirconiu și are loc o reacție de polimerizare. Stabilitatea termică a produsului este îmbunătățită semnificativ, compatibilitatea cu corpul polimeric este mai bună și poate îndeplini cerințele procesării la temperaturi ridicate a materialelor nanocompozite.
