O plástico é un material con alto polímero como compoñente principal. Está composto por resinas sintéticas e recheos, plastificantes, estabilizantes, lubricantes, pigmentos e outros aditivos. Está en estado fluído durante a fabricación e procesamento para facilitar o modelado. Presenta unha forma sólida cando se completa o procesamento.
O compoñente principal do plástico é a resina sintética. As resinas recibiron o nome orixinal de lípidos segregados por animais e plantas, como resina, goma laca, etc. As resinas sintéticas (ás veces simplemente chamadas "resinas") refírense a polímeros que non se mesturaron con varios aditivos. A resina representa aproximadamente o 40% ao 100% do peso total do plástico. As propiedades básicas dos plásticos están determinadas principalmente polas propiedades da resina, pero os aditivos tamén xogan un papel importante.
Por que se debe modificar o plástico?
A chamada "modificación plástica" refírese ao método de cambiar o seu rendemento orixinal e mellorar un ou máis aspectos engadindo unha ou máis substancias á resina plástica, conseguindo así o propósito de ampliar o seu ámbito de aplicación. Os materiais plásticos modificados denomínanse colectivamente "plásticos modificados".
Ata agora, a investigación e desenvolvemento da industria química dos plásticos sintetizou miles de materiais poliméricos, dos cales só máis de 100 son de valor industrial. Máis do 90% dos materiais de resina que se usan habitualmente nos plásticos concéntranse nas cinco resinas xerais (PE, PP, PVC, PS, ABS) Na actualidade é moi difícil seguir sintetizando un gran número de novos materiais poliméricos, que non é económico nin realista.
Polo tanto, o estudo en profundidade da relación entre a composición, a estrutura e o rendemento dos polímeros e a modificación dos plásticos existentes nesta base para producir novos materiais plásticos axeitados converteuse nun dos xeitos eficaces de desenvolver a industria dos plásticos. A industria dos plásticos sexuais tamén acadou un desenvolvemento considerable nos últimos anos.
A modificación do plástico refírese a cambiar as propiedades dos materiais plásticos na dirección que as persoas esperan a través de métodos físicos, químicos ou de ambos, ou reducir significativamente os custos, mellorar certas propiedades ou darlle aos plásticos novas funcións dos materiais. O proceso de modificación pode producirse durante a polimerización da resina sintética, é dicir, a modificación química, como a copolimerización, o enxerto, a reticulación, etc., tamén se pode levar a cabo durante o procesamento da resina sintética, é dicir, a modificación física, como recheo, co- Mestura, mellora, etc.
Cales son os métodos de modificación do plástico?
1. Modificación do recheo (recheo mineral)
Engadindo po mineral inorgánico (orgánico) a plásticos comúns, pódese mellorar a rixidez, dureza e resistencia á calor dos materiais plásticos. Existen moitos tipos de recheos e as súas propiedades son extremadamente complexas.
O papel dos recheos de plástico: mellorar o rendemento do procesamento do plástico, mellorar as propiedades físicas e químicas, aumentar o volume e reducir os custos.
Requisitos para os aditivos plásticos:
(1) As propiedades químicas son inactivas, inertes e non reaccionan negativamente coa resina e outros aditivos;
(2) Non afecta a resistencia á auga, resistencia química, resistencia á intemperie, resistencia á calor, etc. do plástico;
(3) Non reduce as propiedades físicas do plástico;
(4) Pódese encher en grandes cantidades;
(5) A densidade relativa é pequena e ten pouco efecto sobre a densidade do produto.
2. Modificación mellorada (fibra de vidro / fibra de carbono)
Medidas de reforzo: engadindo materiais fibrosos como fibra de vidro e fibra de carbono.
Efecto de mellora: pode mellorar significativamente a rixidez, resistencia, dureza e resistencia á calor do material,
Efectos adversos da modificación: pero moitos materiais causarán unha superficie deficiente e un menor alongamento ao romper.
Principio de mellora:
(1) Os materiais reforzados teñen maior resistencia e módulo;
(2) A resina ten moitas propiedades físicas e químicas excelentes (resistencia á corrosión, illamento, resistencia á radiación, resistencia instantánea á ablación a alta temperatura, etc.) e ao procesamento;
(3) Despois de compoñer a resina co material de reforzo, o material de reforzo pode mellorar as propiedades mecánicas ou doutras propiedades da resina e a resina pode desempeñar o papel de unir e transferir a carga ao material de reforzo, de xeito que o plástico reforzado teña excelentes propiedades.
3. Modificación de endurecemento
Moitos materiais non son suficientemente resistentes e demasiado fráxiles. Engadindo materiais con mellor dureza ou materiais inorgánicos ultrafinos, pódese aumentar a resistencia e o rendemento a baixa temperatura dos materiais.
Axente de endurecemento: para reducir a fraxilidade do plástico despois do endurecemento e mellorar a resistencia ao impacto e o alongamento, engadiuse á resina un aditivo.
Compoñentes endurecedores de uso común, principalmente anhídrido maleico, compatibilizador:
Copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA)
Elastómero de poliolefina (POE)
Polietileno clorado (CPE)
Copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS)
Elastómero termoplástico estireno-butadieno (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Modificación ignífuga (ignífugo libre de halóxenos)
En moitas industrias como os electrodomésticos e os automóbiles, os materiais requiren un retardo de chama, pero moitas materias primas plásticas teñen un retardo de chama baixo. Pódese conseguir un retardador de chama mellorado engadindo retardantes de chama.
Retardantes de chama: tamén coñecidos como ignífugos, ignífugos ou ignífugos, aditivos funcionais que imparten retardantes de chama a polímeros inflamables; a maioría deles son VA (fósforo), VIIA (bromo, cloro) e compostos de elementos ⅢA (antimonio, aluminio).
Os compostos de molibdeno, compostos de estaño e compostos de ferro con efectos de supresión do fume tamén pertencen á categoría de ignífugos. Úsanse principalmente para plásticos con requirimentos ignífugos para atrasar ou evitar a queima de plásticos, especialmente plásticos de polímero. Facelo máis longo para inflamarse, autoextinguirse e difícil de inflamar.
Grao ignífugo de plástico: de HB, V-2, V-1, V-0, 5VB a 5VA paso a paso.
5. Modificación da resistencia á intemperie (anti-envellecemento, anti-ultravioleta, resistencia a baixa temperatura)
Xeralmente refírese á resistencia ao frío dos plásticos a baixas temperaturas. Debido á fragilidade inherente á baixa temperatura dos plásticos, os plásticos vólvense quebradizos a baixas temperaturas. Polo tanto, moitos produtos plásticos empregados en ambientes de baixa temperatura xeralmente requiren resistencia ao frío.
Resistencia á intemperie: refírese a unha serie de fenómenos de envellecemento como o esvaecemento, a decoloración, o craqueo, a tiza e a redución da resistencia dos produtos plásticos debido á influencia de condicións externas como a luz solar, os cambios de temperatura, o vento e a choiva. A radiación ultravioleta é un factor clave para promover o envellecemento do plástico.
6. Aleación modificada
A aleación plástica é o uso de métodos de mestura física ou de enxerto químico e copolimerización para preparar dous ou máis materiais nun novo material de alto rendemento, funcional e especializado para mellorar o rendemento dun material ou ter ambos o propósito das propiedades do material. Pode mellorar ou mellorar o rendemento dos plásticos existentes e reducir custos.
Aleacións de plástico xerais: como as aliaxes de PVC, PE, PP, PS son amplamente utilizadas e a tecnoloxía de produción foi dominada xeralmente.
Aleación plástica de enxeñaría: refírese á mestura de plásticos de enxeñaría (resina), incluíndo principalmente o sistema de mestura con PC, PBT, PA, POM (polioximetileno), PPO, PTFE (politetrafluoretileno) e outros plásticos de enxeñaría como corpo principal e resina ABS materiais modificados.
A taxa de crecemento do uso de aliaxes PC / ABS está na vangarda do campo dos plásticos. Na actualidade, a investigación de aliaxes PC / ABS converteuse nun foco de investigación de aliaxes de polímero.
7. Plástico modificado con fosfato de circonio
1) Preparación de polipropileno PP / fosfato de circonio orgánico modificado composto OZrP por método de mestura por fusión e a súa aplicación en plásticos de enxeñaría
En primeiro lugar, a octina decil dimetil amina terciaria (DMA) fai reaccionar co fosfato de α-circonio para obter fosfato de circonio modificado orgánicamente (OZrP) e, a continuación, OZrP fúndese con polipropileno (PP) para preparar compostos PP / OZrP. Cando se engade OZrP cunha fracción de masa do 3%, a resistencia á tracción, ao impacto e á resistencia á flexión do composto PP / OZrP pódese aumentar nun 18,2%, 62,5% e 11,3%, respectivamente. en comparación co material PP puro. A estabilidade térmica tamén se mellora significativamente. Isto débese a que un extremo do DMA interactúa con substancias inorgánicas para formar un enlace químico e o outro extremo da cadea longa está físicamente enredado coa cadea molecular de PP para aumentar a resistencia á tracción do composto. A resistencia ao impacto mellorada e a estabilidade térmica débense a que o fosfato de circonio induciu a PP a producir cristais β. En segundo lugar, a interacción entre o PP modificado e as capas de fosfato de circonio aumenta a distancia entre as capas de fosfato de circonio e unha mellor dispersión, o que resulta nunha maior resistencia á flexión. Esta tecnoloxía axuda a mellorar o rendemento dos plásticos de enxeñaría.
2) Nanocomposto de alcohol polivinílico / fosfato de α-circonio e a súa aplicación en materiais ignífugos
Os nanocompostos de alcohol polivinílico / fosfato de α-circonio pódense utilizar principalmente para a preparación de materiais ignífugos. o camiño é:
① En primeiro lugar, o método de refluxo úsase para preparar fosfato de α-circonio.
② Segundo a proporción líquido-sólido de 100 mL / g, tome o po de fosfato de α-circonio cuantitativo e disperso en auga desionizada, engada solución acuosa de etilamina gota a gota baixo axitación magnética a temperatura ambiente, despois engada dietanolamina cuantitativa e trátese por ultrasonidos para preparar ZrP -OH solución acuosa.
③Disolva unha certa cantidade de alcohol polivinílico (PVA) en auga desionizada de 90 to para facer unha solución ao 5%, engade unha solución acuosa cuantitativa de ZrP-OH, continúa axitando durante 6-10 horas, arrefríe a solución e vértea no molde seco ao aire a temperatura ambiente, pódese formar unha fina película duns 0,15 mm.
A adición de ZrP-OH reduce significativamente a temperatura de degradación inicial do PVA e, ao mesmo tempo, axuda a promover a reacción de carbonización dos produtos de degradación do PVA. Isto débese a que o polianión xerado durante a degradación de ZrP-OH actúa como un sitio de ácido protónico para promover a reacción de corte do grupo ácido PVA a través da reacción Norrish II. A reacción de carbonización dos produtos de degradación do PVA mellora a resistencia á oxidación da capa de carbono, mellorando así o rendemento ignífugo do material composto.
3) Alcohol polivinílico (PVA) / amidón oxidado / fosfato de α-circonio nanocomposto e o seu papel na mellora das propiedades mecánicas
O fosfato de Α-circonio sintetizouse mediante o método de refluxo sol-xel, modificado orgánicamente con n-butilamina e mesturáronse OZrP e PVA para preparar o nanocomposto PVA / α-ZrP. Mellorar efectivamente as propiedades mecánicas do material composto. Cando a matriz de PVA contén un 0,8% en masa de α-ZrP, a resistencia á tracción e o alongamento ao romper o material composto aumentan un 17,3% e un 26. Comparado co PVA puro, respectivamente. 6%. Isto débese a que o hidroxilo α-ZrP pode producir un forte enlace de hidróxeno co hidroxilo molecular do amidón, o que leva a mellorar as propiedades mecánicas. Ao mesmo tempo, a estabilidade térmica tamén se mellora significativamente.
4) Material composto de poliestireno / fosfato de circonio modificado orgánico e a súa aplicación en materiais nanocompostos de alta temperatura.
O fosfato de α-circonio (α-ZrP) está apoiado previamente por metilamina (MA) para obter unha solución de MA-ZrP e, a continuación, a solución sintetizada de p-clorometil estireno (DMA-CMS) engádese á solución de MA-ZrP e axítase a temperatura ambiente 2 d, o produto fíltrase, os sólidos lávanse con auga destilada para non detectar cloro e secan ao baleiro a 80 ℃ durante 24 h. Finalmente, o composto prepárase por polimerización a granel. Durante a polimerización a granel, parte do estireno entra entre os laminados de fosfato de circonio e prodúcese unha reacción de polimerización. A estabilidade térmica do produto mellora significativamente, a compatibilidade co corpo do polímero é mellor e pode cumprir os requisitos do procesamento a alta temperatura de materiais nanocompostos.
