El plàstic és un material amb un alt polímer com a component principal. Està compost de resina sintètica i farcits, plastificants, estabilitzants, lubricants, pigments i altres additius. Es troba en un estat fluid durant la fabricació i el processament per facilitar el modelatge. Presenta una forma sòlida quan es completa el processament.
El component principal del plàstic és la resina sintètica. Les resines porten originalment el nom dels lípids secretats pels animals i les plantes, com ara la colofònia, la laca, etc. Les resines sintètiques (de vegades anomenades simplement "resines") es refereixen a polímers que no s'han barrejat amb diversos additius. La resina representa aproximadament el 40% al 100% del pes total del plàstic. Les propietats bàsiques dels plàstics es determinen principalment per les propietats de la resina, però els additius també tenen un paper important.
Per què s’ha de modificar el plàstic?
L'anomenada "modificació del plàstic" es refereix al mètode per canviar el seu rendiment original i millorar un o més aspectes afegint una o més substàncies a la resina plàstica, aconseguint així el propòsit d'ampliar el seu àmbit d'aplicació. Els materials plàstics modificats es denominen col·lectivament "plàstics modificats".
Fins ara, la investigació i desenvolupament de la indústria química dels plàstics ha sintetitzat milers de materials polimèrics, dels quals només més de 100 són de valor industrial. Més del 90% dels materials de resina que s’utilitzen habitualment en plàstics es concentren a les cinc resines generals (PE, PP, PVC, PS, ABS). Actualment, és molt difícil continuar sintetitzant un gran nombre de nous materials polimèrics, que no és ni econòmic ni realista.
Per tant, l’estudi en profunditat de la relació entre la composició, l’estructura i el rendiment dels polímers i la modificació dels plàstics existents sobre aquesta base per produir nous materials plàstics adequats s’ha convertit en una de les maneres efectives de desenvolupar la indústria dels plàstics. La indústria del plàstic sexual també ha assolit un desenvolupament considerable en els darrers anys.
La modificació del plàstic es refereix a canviar les propietats dels materials plàstics en la direcció esperada per les persones mitjançant mètodes físics, químics o ambdós, o reduir significativament els costos, o millorar certes propietats o donar als plàstics noves funcions dels materials. El procés de modificació es pot produir durant la polimerització de la resina sintètica, és a dir, la modificació química, com ara copolimerització, empelt, reticulació, etc., també es pot dur a terme durant el processament de la resina sintètica, és a dir, modificació física, com ara omplir, co- Barrejar, millorar, etc.
Quins són els mètodes de modificació del plàstic?
1. Modificació de farciment (farciment de minerals)
Si s’afegeix pols mineral inorgànic (orgànic) als plàstics normals, es pot millorar la rigidesa, la duresa i la resistència a la calor dels materials plàstics. Hi ha molts tipus de farcits i les seves propietats són extremadament complexes.
El paper dels farcits de plàstic: millorar el rendiment del processament del plàstic, millorar les propietats físiques i químiques, augmentar el volum i reduir els costos.
Requisits per als additius plàstics:
(1) Les propietats químiques són inactives, inertes i no reaccionen negativament amb resines i altres additius;
(2) No afecta la resistència a l'aigua, la resistència química, la resistència a la intempèrie, la resistència a la calor, etc. del plàstic;
(3) No redueix les propietats físiques del plàstic;
(4) Es pot omplir en grans quantitats;
(5) La densitat relativa és petita i té poc efecte sobre la densitat del producte.
2. Modificació millorada (fibra de vidre / fibra de carboni)
Mesures de reforç: afegint materials fibrosos com la fibra de vidre i la fibra de carboni.
Efecte de millora: pot millorar significativament la rigidesa, resistència, duresa i resistència a la calor del material,
Efectes adversos de la modificació: però molts materials causaran una superfície deficient i un allargament inferior en trencar-se.
Principi de millora:
(1) Els materials reforçats tenen una major resistència i mòdul;
(2) La resina té moltes propietats físiques i químiques inherents (resistència a la corrosió, aïllament, resistència a la radiació, resistència instantània a ablació a alta temperatura, etc.) i propietats de processament;
(3) Després de compondre la resina amb el material de reforç, el material de reforç pot millorar les propietats mecàniques o d'altres propietats de la resina, i la resina pot exercir el paper d'unió i transferència de càrrega al material de reforç, de manera que el plàstic reforçat tingui excel·lents propietats.
3. Modificació del reforç
Molts materials no són prou resistents i massa fràgils. Si s’afegeixen materials amb millor duresa o materials inorgànics ultrafins, es pot augmentar la duresa i el rendiment a baixa temperatura dels materials.
Agent de enduriment: per tal de reduir la fragilitat del plàstic després de l’enduriment i millorar la seva resistència a l’impacte i l’allargament, s’afegeix un additiu a la resina.
Agents enduridors d'ús comú, principalment compatibilitzants per empelt d'anhídrid maleic:
Copolímer d’etilè-acetat de vinil (EVA)
Elastòmer de poliolefines (POE)
Polietilè clorat (CPE)
Copolímer d’acrilonitril-butadiè-estirè (ABS)
Elastòmer termoplàstic estirè-butadiè (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Modificació ignífuga (ignífug sense halògens)
En moltes indústries, com ara els electrodomèstics i els automòbils, cal que els materials tinguin un retard de flama, però moltes matèries primeres de plàstic tenen un retard de flama baix. Es pot aconseguir un retardant de flama millorat afegint ignífugs.
Retardants de flama: també coneguts com a ignífugs, ignífugs o ignífugs, additius funcionals que confereixen ignífug als polímers inflamables; la majoria són VA (fòsfor), VIIA (brom, clor) i compostos d’elements ⅢA (antimoni, alumini).
Els compostos de molibdè, els estanys i els compostos de ferro amb efectes de supressió del fum també pertanyen a la categoria de ignífugs. S’utilitzen principalment per a plàstics amb requisits ignífugs per retardar o evitar la crema de plàstics, especialment plàstics de polímers. Feu que s’encengui més temps, s’extingeixi per si mateix i sigui difícil d’encendre.
Grau ignífug de plàstic: de HB, V-2, V-1, V-0, 5VB a 5VA pas a pas.
5. Modificació de la resistència a la intempèrie (anti-envelliment, anti-ultraviolada, resistència a baixa temperatura)
Generalment es refereix a la resistència al fred dels plàstics a baixes temperatures. A causa de la fragilitat inherent dels plàstics a baixa temperatura, els plàstics es tornen fràgils a baixes temperatures. Per tant, molts productes de plàstic que s’utilitzen en entorns de baixa temperatura solen tenir resistència al fred.
Resistència a la intempèrie: es refereix a una sèrie de fenòmens d’envelliment com la decoloració, la decoloració, l’esquerda, el guix i la reducció de la força dels productes plàstics a causa de la influència de les condicions externes com la llum solar, els canvis de temperatura, el vent i la pluja. La radiació ultraviolada és un factor clau per afavorir l'envelliment del plàstic.
6. Aliatge modificat
L’aliatge de plàstic és l’ús de mètodes de barreja física o d’empelt químic i copolimerització per preparar dos o més materials en un material nou d’alt rendiment, funcional i especialitzat per millorar el rendiment d’un material o tenir ambdues finalitats. Pot millorar o millorar el rendiment dels plàstics existents i reduir els costos.
Aliatges de plàstic generals: com ara els aliatges de PVC, PE, PP, PS, s’utilitzen àmpliament i la tecnologia de producció s’ha dominat generalment.
Aliatge de plàstic d'enginyeria: es refereix a la barreja de plàstics d'enginyeria (resina), incloent principalment el sistema de mescla amb PC, PBT, PA, POM (polioximetilè), PPO, PTFE (politetrafluoroetilè) i altres plàstics d'enginyeria com a cos principal i resina ABS materials modificats.
El ritme de creixement de l’ús d’aliatges PC / ABS es troba al capdavant del camp dels plàstics. Actualment, la investigació de l'aliatge PC / ABS s'ha convertit en un punt de recerca d'aliatges de polímers.
7. Plàstic modificat amb fosfat de circoni
1) Preparació de compost de polipropilè PP / fosfat de zirconi orgànic modificat OZrP per mètode de mescla per fosa i la seva aplicació en plàstics d’enginyeria
En primer lloc, l’ocina de dimetil octadecil dimetil (DMA) es fa reaccionar amb fosfat d’α-zirconi per obtenir fosfat de zirconi modificat orgànicament (OZrP) i, a continuació, es barreja OZrP amb polipropilè (PP) per preparar compostos PP / OZrP. Quan s’afegeix OZrP amb una fracció de massa del 3%, la resistència a la tracció, a l’impacte i a la flexió del compost PP / OZrP es pot augmentar un 18,2%, un 62,5% i un 11,3%, respectivament. en comparació amb el material pur de PP. L'estabilitat tèrmica també es millora significativament. Això es deu al fet que un extrem de DMA interactua amb substàncies inorgàniques per formar un enllaç químic i l’altre extrem de la cadena llarga s’enreda físicament amb la cadena molecular de PP per augmentar la resistència a la tracció del compost. La millor resistència a l'impacte i l'estabilitat tèrmica es deuen a que el fosfat de zirconi induït per la PP a produir cristalls β. En segon lloc, la interacció entre el PP modificat i les capes de fosfat de zirconi augmenta la distància entre les capes de fosfat de zirconi i una millor dispersió, el que resulta en una major resistència a la flexió. Aquesta tecnologia ajuda a millorar el rendiment dels plàstics d’enginyeria.
2) Nanocomposit d'alcohol polivinílic / fosfat de α-zirconi i la seva aplicació en materials ignífugs
Els nanocompostos d'alcohol polivinílic / fosfat de α-zirconi es poden utilitzar principalment per a la preparació de materials ignífugs. el camí és:
① En primer lloc, s’utilitza el mètode de reflux per preparar fosfat d’α-zirconi.
②Segons la proporció líquid-sòlid de 100 mL / g, prengui pols de fosfat d’α-zirconi quantitatiu i dissemineu-ho en aigua desionitzada, afegiu gota a gota la solució aquosa d’etilamina sota agitació magnètica a temperatura ambient, després afegiu dietanolamina quantitativa i tracteu-la per ultrasons per preparar ZrP -OH solució aquosa.
③ Dissoleu una certa quantitat d’alcohol polivinílic (PVA) en aigua desionitzada de 90 to per fer una solució al 5%, afegiu una solució quantitativa d’aigua ZrP-OH, continueu remenant durant 6-10 hores, refredeu-la i aboqueu-la al motlle sec a l’aire a temperatura ambient, es pot formar una fina pel·lícula d’uns 0,15 mm.
L’addició de ZrP-OH redueix significativament la temperatura de degradació inicial del PVA i, al mateix temps, ajuda a promoure la reacció de carbonització dels productes de degradació del PVA. Això es deu al fet que el polianió generat durant la degradació de ZrP-OH actua com a lloc d'àcid de protons per promoure la reacció de cisalla del grup àcid PVA a través de la reacció Norrish II. La reacció de carbonització dels productes de degradació de PVA millora la resistència a l'oxidació de la capa de carboni, millorant així el rendiment ignífug del material compost.
3) Alcohol polivinílic (PVA) / midó oxidat / nanocompost fosfat α-zirconi i el seu paper en la millora de les propietats mecàniques
El fosfat de Α-zirconi es va sintetitzar mitjançant el mètode de reflux sol-gel, modificat orgànicament amb n-butilamina i es van barrejar OZrP i PVA per preparar nanocompost PVA / α-ZrP. Millorar eficaçment les propietats mecàniques del material compost. Quan la matriu PVA conté un 0,8% en massa d’α-ZrP, la resistència a la tracció i l’allargament al trencament del material compost s’incrementen un 17,3% i un 26. En comparació amb el PVA pur, respectivament. 6%. Això es deu al fet que l’hidroxil α-ZrP pot produir un fort enllaç d’hidrogen amb l’hidroxil molecular del midó, cosa que condueix a unes propietats mecàniques millorades. Al mateix temps, l’estabilitat tèrmica també es millora significativament.
4) Material compost de poliestirè / fosfat de zirconi modificat orgànic i la seva aplicació en materials nanocompostos de processament a alta temperatura
El fosfat d’α-zirconi (α-ZrP) és pre-suportat per metilamina (MA) per obtenir una solució MA-ZrP i, a continuació, s’afegeix la solució sintetitzada de p-clorometil estirè (DMA-CMS) a la solució MA-ZrP i s’agita a temperatura ambient 2 d, el producte es filtra, els sòlids es renten amb aigua destil·lada per no detectar clor i s'assequen al buit a 80 ℃ durant 24 h. Finalment, el compost es prepara per polimerització massiva. Durant la polimerització massiva, part de l’estirè entra entre els laminats de fosfat de zirconi i es produeix una reacció de polimerització. L’estabilitat tèrmica del producte es millora significativament, la compatibilitat amb el cos del polímer és millor i pot complir els requisits del processament a alta temperatura de materials nanocompostos.
