Plastika je materijal s visokim polimerom kao glavnom komponentom. Sastoji se od sintetičke smole i punila, plastifikatora, stabilizatora, maziva, pigmenata i drugih aditiva. Tijekom proizvodnje i obrade nalazi se u fluidnom stanju kako bi se olakšalo modeliranje. Po završetku obrade predstavlja čvrst oblik.
Glavna komponenta plastike je sintetička smola. Smole su izvorno nazvane po lipidima koje izlučuju životinje i biljke, poput kolofonija, šelaka itd. Sintetičke smole (ponekad se jednostavno nazivaju i "smole") odnose se na polimere koji nisu pomiješani s raznim aditivima. Smola čini oko 40% do 100% ukupne težine plastike. Osnovna svojstva plastike uglavnom se određuju svojstvima smole, ali aditivi također igraju važnu ulogu.
Zašto bi se plastika trebala modificirati?
Takozvana "modifikacija plastike" odnosi se na metodu promjene njezinih izvornih svojstava i poboljšanje jednog ili više aspekata dodavanjem jedne ili više drugih tvari u plastičnu smolu, čime se postiže svrha proširenja područja primjene. Modificirani plastični materijali zajednički se nazivaju "modificirana plastika".
Do sada su istraživanje i razvoj kemijske industrije plastike sintetizirali tisuće polimernih materijala, od kojih je samo više od 100 industrijske vrijednosti. Više od 90% smolastih materijala koji se obično koriste u plastičnim masama koncentrirano je u pet općih smola (PE, PP, PVC, PS, ABS) Trenutno je vrlo teško nastaviti sintetizirati velik broj novih polimernih materijala koji nije ni ekonomski ni realno.
Stoga je dubinsko proučavanje odnosa između sastava polimera, strukture i izvedbe i modificiranja postojeće plastike na toj osnovi, kako bi se proizveli prikladni novi plastični materijali, postalo jedan od učinkovitih načina za razvoj industrije plastike. Industrija seksualne plastike također je postigla značajan razvoj posljednjih godina.
Modifikacija plastike odnosi se na promjenu svojstava plastičnih materijala u smjeru koji ljudi očekuju fizikalnim, kemijskim ili objema metodama, ili kako bi se značajno smanjili troškovi, ili poboljšala određena svojstva, ili plastika dobila novim funkcijama materijala. Postupak modifikacije može se dogoditi tijekom polimerizacije sintetičke smole, odnosno kemijska modifikacija, poput kopolimerizacije, kalemljenja, umrežavanja itd., Također se može provesti tijekom obrade sintetičke smole, odnosno fizičke modifikacije, poput punjenje, zajedničko miješanje, pojačavanje itd.
Koje su metode modifikacije plastike?
1. Izmjena punjenja (mineralno punjenje)
Dodavanjem anorganskog mineralnog (organskog) praha u običnu plastiku može se poboljšati krutost, tvrdoća i otpornost na toplinu plastičnih materijala. Postoji mnogo vrsta punila i njihova su svojstva izuzetno složena.
Uloga plastičnih punila: poboljšati izvedbu obrade plastike, poboljšati fizikalna i kemijska svojstva, povećati volumen i smanjiti troškove.
Zahtjevi za plastične aditive:
(1) Kemijska svojstva su neaktivna, inertna i ne reagiraju štetno sa smolom i drugim aditivima;
(2) Ne utječe na vodootpornost, kemijsku otpornost, vremensku otpornost, otpornost na toplinu itd. Plastike;
(3) Ne smanjuje fizička svojstva plastike;
(4) Može se puniti u velikim količinama;
(5) Relativna gustoća je mala i malo utječe na gustoću proizvoda.
2. Poboljšana modifikacija (staklena vlakna / ugljična vlakna)
Mjere pojačanja: dodavanjem vlaknastih materijala poput staklenih vlakana i ugljičnih vlakana.
Učinak poboljšanja: može značajno poboljšati krutost, čvrstoću, tvrdoću i otpornost materijala na toplinu,
Štetni učinci modifikacije: Ali mnogi će materijali uzrokovati lošu površinu i niže istezanje pri pucanju.
Načelo poboljšanja:
(1) Ojačani materijali imaju veću čvrstoću i modul;
(2) Smola ima mnoga svojstvena izvrsna fizikalna i kemijska svojstva (otpornost na koroziju, izolaciju, otpornost na zračenje, trenutnu otpornost na ablaciju pri visokim temperaturama, itd.) I svojstva obrade;
(3) Nakon što se smola pomiješa s armaturnim materijalom, armaturni materijal može poboljšati mehanička ili druga svojstva smole, a smola može igrati ulogu vezivanja i prenošenja tereta na armaturni materijal, tako da ojačana plastika ima izvrsna svojstva.
3. Izmjena kaljenja
Mnogi materijali nisu dovoljno žilavi i previše lomljivi. Dodavanjem materijala s boljom žilavošću ili ultrafinih anorganskih materijala može se povećati žilavost i performanse na niskim temperaturama.
Sredstvo za kaljenje: Kako bi se smanjila krhkost plastike nakon stvrdnjavanja i poboljšala njena udarna čvrstoća i produljenje, smoli je dodan aditiv.
Uobičajena sredstva za kaljenje, uglavnom kompatibilizator za cijepljenje anhidrida maleinske kiseline:
Etilen-vinil-acetatni kopolimer (EVA)
Poliolefinski elastomer (POE)
Klorirani polietilen (CPE)
Akrilonitril-butadien-stiren kopolimer (ABS)
Termoplastični elastomer stiren-butadien (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Modifikacija usporivača gorenja (bezhalogeni usporivač gorenja)
U mnogim industrijama poput elektroničkih uređaja i automobila, materijali moraju imati usporivanje gorenja, ali mnoge plastične sirovine imaju nisku otpornost plamena. Poboljšana usporavanje gorenja može se postići dodavanjem usporivača gorenja.
Usporivači gorenja: poznati i kao usporivači gorenja, usporivači vatre ili usporivači požara, funkcionalni aditivi koji daju zapaljivost poljima zapaljivim polimerima; većina njih su VA (fosfor), VIIA (brom, klor) i Spojevi ⅢA (antimon, aluminij) elementi.
Molibdenovi spojevi, spojevi kositra i željeza s učincima suzbijanja dima također spadaju u kategoriju usporivača plamena. Uglavnom se koriste za plastiku sa zahtjevima za usporavanje plamena kako bi se odgodilo ili spriječilo izgaranje plastike, posebno polimerne plastike. Neka bude duže zapaljivo, samogasivo i teško zapaljivo.
Plastični razred usporavanja plamena: od HB, V-2, V-1, V-0, 5VB do 5VA korak po korak.
5. Modifikacija otpornosti na vremenske uvjete (otpornost na starenje, protu ultraljubičasto zračenje, otpornost na niske temperature)
Općenito se odnosi na otpornost plastike na hladnoću na niskim temperaturama. Zbog svojstvene krhkosti plastike na niskim temperaturama, plastika postaje lomljiva na niskim temperaturama. Stoga se od mnogih plastičnih proizvoda koji se koriste u okruženjima s niskim temperaturama obično mora postojati hladnoća.
Otpornost na vremenske utjecaje: odnosi se na niz pojava starenja poput blijeđenja, promjene boje, pucanja, kreda i smanjenja čvrstoće plastičnih proizvoda zbog utjecaja vanjskih uvjeta poput sunčeve svjetlosti, promjena temperature, vjetra i kiše. Ultraljubičasto zračenje ključni je čimbenik promicanja starenja plastike.
6. Modificirana legura
Legura plastike je upotreba metoda fizikalnog miješanja ili kemijskog kalemljenja i kopolimerizacije za pripremu dvaju ili više materijala u visokokvalitetne, funkcionalne i specijalizirane nove materijale za poboljšanje performansi jednog materijala ili oboje Svrha svojstava materijala. Može poboljšati ili poboljšati performanse postojeće plastike i smanjiti troškove.
Općenito legure plastike: poput legura PVC, PE, PP, PS široko se koriste, a tehnologija proizvodnje općenito je svladana.
Inženjerska plastična legura: odnosi se na mješavinu inženjerske plastike (smole), koja uglavnom uključuje sustav miješanja s PC-om, PBT-om, PA-om, POM-om (polioksimetilen), PPO-om, PTFE-om (politetrafluoretilen) i ostalim inženjerskim plastikama kao glavnim dijelom i ABS smolom modificirani materijali.
Stopa rasta upotrebe PC / ABS legure je u prvom planu na polju plastike. Trenutno je istraživanje legura PC / ABS postalo žarište istraživanja polimernih legura.
7. Plastika modificirana cirkonijevim fosfatom
1) Priprema kompozita polipropilena PP / organskog modificiranog cirkonijevog fosfata OZrP postupkom miješanja taline i njegova primjena u inženjerskoj plastici
Prvo oktadecil-dimetil-tercijarni amin (DMA) reagira s α-cirkonijevim fosfatom da bi se dobio organski modificirani cirkonijev fosfat (OZrP), a zatim se OZrP rastopi i pomiješa s polipropilenom (PP) za pripremu PP / OZrP kompozita. Kad se doda OZrP s masenim udjelom od 3%, vlačna čvrstoća, čvrstoća na udar i čvrstoća na savijanje kompozita PP / OZrP mogu se povećati za 18, 2%, 62. 5%, odnosno 11, 3%, u usporedbi s čistim PP materijalom. Termička stabilnost je također značajno poboljšana. To je zato što jedan kraj DMA komunicira s anorganskim tvarima stvarajući kemijsku vezu, a drugi kraj dugog lanca fizički je zapetljan s molekularnim lancem PP kako bi se povećala vlačna čvrstoća kompozita. Poboljšana udarna čvrstoća i toplinska stabilnost posljedica su PP induciranog cirkonijevim fosfatom koji proizvodi β kristale. Drugo, interakcija između modificiranog PP i slojeva cirkonijevog fosfata povećava udaljenost između slojeva cirkonijevog fosfata i bolju disperziju, što rezultira povećanom čvrstoćom na savijanje. Ova tehnologija pomaže poboljšati performanse inženjerske plastike.
2) Nanokompozit polivinil alkohol / α-cirkonijev fosfat i njegova primjena u vatrostalnim materijalima
Nanokompoziti polivinil alkohol / α-cirkonijev fosfat mogu se uglavnom koristiti za pripremu materijala koji usporavaju plamen. način je:
① Prvo se koristi refluksna metoda za pripremu α-cirkonijevog fosfata.
② Prema omjeru tekućina-krutina od 100 ml / g, uzmite kvantitativni prašak α-cirkonijevog fosfata i raspršite ga u deioniziranoj vodi, dodajte kap po kap vodene otopine etilamina pod magnetskim miješanjem na sobnoj temperaturi, zatim dodajte količinski dietanolamin i ultrazvučno tretirajte za pripremu ZrP -OH vodena otopina.
③ Otopite određenu količinu polivinil alkohola (PVA) u 90 ℃ deioniziranoj vodi da napravite 5% otopinu, dodajte kvantitativnu vodenu otopinu ZrP-OH, nastavite miješati 6-10 sati, ohladite otopinu i ulijte u kalup da se suh na zraku na sobnoj temperaturi, može se stvoriti tanki film od oko 0,15 mm.
Dodatak ZrP-OH značajno smanjuje početnu temperaturu razgradnje PVA, a istodobno pomaže u promicanju reakcije karbonizacije proizvoda razgradnje PVA. To je zato što polianion stvoren tijekom razgradnje ZrP-OH djeluje kao mjesto protonske kiseline da pospješuje reakciju smicanja PVA kiselinske skupine kroz Norrish II reakciju. Reakcija karbonizacije produkata razgradnje PVA poboljšava otpornost ugljikovog sloja na oksidaciju, poboljšavajući time svojstva usporavanja plamena kompozitnog materijala.
3) Polivinil alkohol (PVA) / oksidirani škrob / nanokompozit alfa-cirkonijev fosfat i njegova uloga u poboljšanju mehaničkih svojstava
Α-cirkonijev fosfat sintetiziran je sol-gel refluksnom metodom, organski modificiranom s n-butilaminom, a OZrP i PVA su pomiješani kako bi se dobio PVA / α-ZrP nanokompozit. Učinkovito poboljšati mehanička svojstva kompozitnog materijala. Kada PVA matrica sadrži 0,8 masenih% α-ZrP, vlačna čvrstoća i istezanje pri prekidu kompozitnog materijala povećavaju se za 17, 3% i 26. U usporedbi s čistim PVA. 6%. To je zato što α-ZrP hidroksil može proizvesti jaku vodikovu vezu s molekularnim hidroksilom škroba, što dovodi do poboljšanih mehaničkih svojstava. Istodobno, toplinska stabilnost je također značajno poboljšana.
4) Polistiren / organski modificirani cirkonijev fosfat kompozitni materijal i njegova primjena u visokotemperaturnoj obradi nanokompozitnih materijala
α-cirkonijev fosfat (α-ZrP) prethodno je poduprt s metilaminom (MA) da se dobije otopina MA-ZrP, a zatim se sintetizirana otopina p-klormetil stirena (DMA-CMS) doda u otopinu MA-ZrP i miješa na sobne temperature 2 d, proizvod se filtrira, krutine isperu destiliranom vodom da se ne primijeti klor i suše u vakuumu na 80 ° C tijekom 24 sata. Konačno, kompozit se priprema skupnom polimerizacijom. Tijekom masovne polimerizacije dio stirena ulazi između cirkonijevih fosfatnih laminata i dolazi do reakcije polimerizacije. Termička stabilnost proizvoda je značajno poboljšana, kompatibilnost s polimernim tijelom bolja i može udovoljiti zahtjevima visokotemperaturne obrade nanokompozitnih materijala.
