Kunststof is een materiaal met een hoog polymeer als hoofdbestanddeel. Het is samengesteld uit kunsthars en vulstoffen, weekmakers, stabilisatoren, smeermiddelen, pigmenten en andere additieven. Het bevindt zich in een vloeibare toestand tijdens de fabricage en verwerking om het modelleren te vergemakkelijken. Het vertoont een vaste vorm wanneer de verwerking is voltooid.
Het belangrijkste bestanddeel van kunststof is kunsthars. Harsen zijn oorspronkelijk vernoemd naar lipiden die worden uitgescheiden door dieren en planten, zoals colofonium, schellak, enz. Synthetische harsen (soms eenvoudigweg "harsen" genoemd) verwijzen naar polymeren die niet zijn gemengd met verschillende additieven. De hars maakt ongeveer 40% tot 100% uit van het totale gewicht van de kunststof. De basiseigenschappen van kunststoffen worden voornamelijk bepaald door de eigenschappen van de hars, maar ook additieven spelen een belangrijke rol.
Waarom moet plastic worden aangepast?
De zogenaamde "plastic modificatie" verwijst naar de methode om de oorspronkelijke prestatie te veranderen en een of meer aspecten te verbeteren door een of meer andere substanties aan de kunststofhars toe te voegen, waardoor het doel wordt bereikt om het toepassingsgebied uit te breiden. Gemodificeerde kunststoffen worden gezamenlijk "gemodificeerde kunststoffen" genoemd.
Tot nu toe heeft het onderzoek en de ontwikkeling van de chemische kunststofindustrie duizenden polymeermaterialen gesynthetiseerd, waarvan er slechts meer dan 100 van industriële waarde zijn. Meer dan 90% van de harsmaterialen die gewoonlijk in kunststoffen worden gebruikt, zijn geconcentreerd in de vijf algemene harsen (PE, PP, PVC, PS, ABS). Momenteel is het erg moeilijk om door te gaan met het synthetiseren van een groot aantal nieuwe polymeermaterialen, die is economisch noch realistisch.
Daarom is een diepgaande studie van de relatie tussen polymeersamenstelling, structuur en prestatie, en modificatie van bestaande kunststoffen op deze basis, om geschikte nieuwe kunststoffen te produceren, een van de effectieve manieren geworden om de kunststofindustrie te ontwikkelen. Ook de seksuele kunststofindustrie heeft de afgelopen jaren een flinke ontwikkeling doorgemaakt.
Plastic modificatie verwijst naar het veranderen van de eigenschappen van plastic materialen in de richting die mensen verwachten door middel van fysieke, chemische of beide methoden, of om de kosten aanzienlijk te verlagen, of om bepaalde eigenschappen te verbeteren, of om plastic nieuwe functies van materialen te geven. Het modificatieproces kan plaatsvinden tijdens de polymerisatie van de kunsthars, d.w.z. chemische modificatie, zoals copolymerisatie, enting, verknoping, enz., Kan ook worden uitgevoerd tijdens de verwerking van de kunsthars, dat wil zeggen fysieke modificatie, zoals vullen, co-mixen, verbeteren, etc.
Wat zijn de methoden voor plastic modificatie?
1. Opvulmodificatie (minerale vulling)
Door anorganisch mineraal (organisch) poeder toe te voegen aan gewone kunststoffen kan de stijfheid, hardheid en hittebestendigheid van kunststof materialen worden verbeterd. Er zijn veel soorten vulstoffen en hun eigenschappen zijn buitengewoon complex.
De rol van kunststofvulmiddelen: verbetering van de verwerkingsprestaties van kunststof, verbetering van fysische en chemische eigenschappen, vergroting van het volume en verlaging van kosten.
Vereisten voor kunststofadditieven:
(1) Chemische eigenschappen zijn inactief, inert en reageren niet nadelig met hars en andere additieven;
(2) heeft geen invloed op de waterbestendigheid, chemische bestendigheid, weersbestendigheid, hittebestendigheid, enz. Van het plastic;
(3) de fysische eigenschappen van de kunststof niet verminderen;
(4) Kan in grote hoeveelheden worden gevuld;
(5) De relatieve dichtheid is klein en heeft weinig effect op de dichtheid van het product.
2. Verbeterde modificatie (glasvezel / koolstofvezel)
Versterkingsmaatregelen: door toevoeging van vezelachtige materialen zoals glasvezel en koolstofvezel.
Verbeteringseffect: het kan de stijfheid, sterkte, hardheid en hittebestendigheid van het materiaal aanzienlijk verbeteren,
Nadelige effecten van modificatie: Maar veel materialen zullen een slecht oppervlak en een lagere rek bij breuk veroorzaken.
Verbeteringsprincipe:
(1) Versterkte materialen hebben een hogere sterkte en modulus;
(2) Hars heeft vele inherente uitstekende fysische en chemische eigenschappen (corrosiebestendigheid, isolatie, stralingsbestendigheid, onmiddellijke ablatieweerstand bij hoge temperatuur, enz.) En verwerkingseigenschappen;
(3) Nadat de hars is samengesteld met het versterkende materiaal, kan het versterkende materiaal de mechanische of andere eigenschappen van de hars verbeteren en kan de hars de rol spelen van het binden en overbrengen van belasting naar het versterkende materiaal, zodat de versterkte kunststof heeft uitstekende eigenschappen.
3. Hardingsmodificatie
Veel materialen zijn niet sterk genoeg en te broos. Door materialen met een betere taaiheid of ultrafijne anorganische materialen toe te voegen, kunnen de taaiheid en prestaties bij lage temperaturen van de materialen worden verhoogd.
Hardingsmiddel: om de broosheid van de kunststof na uitharding te verminderen en de slagvastheid en rek te verbeteren, wordt een additief aan de hars toegevoegd.
Veelgebruikte hardingsmiddelen - meestal maleïnezuuranhydride-entverenigbaar makende:
Ethyleen-vinylacetaatcopolymeer (EVA)
Polyolefine-elastomeer (POE)
Gechloreerd polyethyleen (CPE)
Acrylonitril-butadieen-styreen-copolymeer (ABS)
Styreen-butadieen thermoplastisch elastomeer (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Vlamvertragende modificatie (halogeenvrij vlamvertragend)
In veel industrieën, zoals elektronische apparaten en auto's, zijn materialen vereist om vlamvertragend te zijn, maar veel plastic grondstoffen hebben een lage vlamvertraging. Verbeterde vlamvertraging kan worden bereikt door vlamvertragers toe te voegen.
Vlamvertragers: ook bekend als vlamvertragers, brandvertragers of brandvertragers, functionele additieven die vlamvertragend werken aan brandbare polymeren; de meeste zijn VA (fosfor), VIIA (broom, chloor) en verbindingen van ⅢA (antimoon, aluminium) elementen.
Molybdeenverbindingen, tinverbindingen en ijzerverbindingen met rookonderdrukkende effecten behoren ook tot de categorie van vlamvertragers. Ze worden voornamelijk gebruikt voor kunststoffen met vlamvertragende eisen om het verbranden van kunststoffen te vertragen of te voorkomen, met name polymere kunststoffen. Maak het langer om te ontsteken, zelfdovend en moeilijk om te ontsteken.
Kunststof vlamvertragende kwaliteit: van HB, V-2, V-1, V-0, 5VB tot 5VA stap voor stap.
5. Weerbestendigheidsmodificatie (anti-aging, anti-ultraviolet, lage temperatuurbestendigheid)
Verwijst in het algemeen naar de koudebestendigheid van kunststoffen bij lage temperaturen. Vanwege de inherente brosheid bij lage temperatuur van kunststoffen, worden kunststoffen bij lage temperaturen bros. Daarom moeten veel plastic producten die in omgevingen met lage temperaturen worden gebruikt, over het algemeen koudebestendigheid hebben.
Weerbestendigheid: verwijst naar een reeks verouderingsverschijnselen zoals vervaging, verkleuring, barsten, krijten en sterktevermindering van plastic producten onder invloed van externe omstandigheden zoals zonlicht, temperatuurveranderingen, wind en regen. Ultraviolette straling is een sleutelfactor bij het bevorderen van veroudering van plastic.
6. Gewijzigde legering
Kunststoflegering is het gebruik van fysische menging of chemische ent- en copolymerisatiemethoden om twee of meer materialen te bereiden tot een hoogwaardig, functioneel en gespecialiseerd nieuw materiaal om de prestaties van één materiaal te verbeteren of beide te hebben Het doel van materiaaleigenschappen. Het kan de prestaties van bestaande kunststoffen verbeteren of verbeteren en de kosten verlagen.
Algemene plastic legeringen: zoals PVC, PE, PP, PS-legeringen worden veel gebruikt en de productietechnologie is over het algemeen onder de knie.
Technische kunststoflegering: verwijst naar het mengsel van technische kunststoffen (hars), voornamelijk inclusief het mengsysteem met pc, PBT, PA, POM (polyoxymethyleen), PPO, PTFE (polytetrafluorethyleen) en andere technische kunststoffen als het hoofdgedeelte, en ABS-hars gewijzigde materialen.
De groeisnelheid van het gebruik van PC / ABS-legeringen loopt voorop op het gebied van kunststoffen. Op dit moment is het onderzoek naar PC / ABS-legeringen een hotspot voor onderzoek naar polymeerlegeringen geworden.
7. Zirkoniumfosfaat gemodificeerd plastic
1) Bereiding van polypropyleen PP / organisch gemodificeerd zirkoniumfosfaat OZrP-composiet door smeltmengmethode en de toepassing ervan in technische kunststoffen
Eerst wordt octadecyldimethyl-tertiair amine (DMA) gereageerd met α-zirkoniumfosfaat om organisch gemodificeerd zirkoniumfosfaat (OZrP) te verkrijgen, en vervolgens wordt OZrP in de smelt gemengd met polypropyleen (PP) om PP / OZrP-composieten te bereiden. Wanneer OZrP met een massafractie van 3% wordt toegevoegd, kunnen de treksterkte, slagvastheid en buigsterkte van het PP / OZrP-composiet worden verhoogd met respectievelijk 18,2%, 62,5% en 11,3%. vergeleken met het pure PP-materiaal. De thermische stabiliteit is ook aanzienlijk verbeterd. Dit komt doordat het ene uiteinde van DMA een interactie aangaat met anorganische stoffen om een chemische binding te vormen, en het andere uiteinde van de lange keten fysiek verstrengeld is met de moleculaire PP-keten om de treksterkte van het composiet te vergroten. De verbeterde slagvastheid en thermische stabiliteit zijn te danken aan het door zirkoniumfosfaat geïnduceerde PP om β-kristallen te produceren. Ten tweede vergroot de interactie tussen het gemodificeerde PP en de zirkoniumfosfaatlagen de afstand tussen de zirkoniumfosfaatlagen en een betere spreiding, wat resulteert in een grotere buigsterkte. Deze technologie helpt de prestaties van technische kunststoffen te verbeteren.
2) Polyvinylalcohol / α-zirkoniumfosfaat nanocomposiet en de toepassing ervan in vlamvertragende materialen
Polyvinylalcohol / α-zirkoniumfosfaat nanocomposieten kunnen voornamelijk worden gebruikt voor de bereiding van vlamvertragende materialen. de manier is:
① Ten eerste wordt de refluxmethode gebruikt om α-zirkoniumfosfaat te bereiden.
②Volgens de vloeistof-vaste stof verhouding van 100 ml / g, neem kwantitatief α-zirkoniumfosfaatpoeder en dispergeer het in gedeïoniseerd water, voeg druppelsgewijs ethylamine waterige oplossing toe onder magnetisch roeren bij kamertemperatuur, voeg vervolgens kwantitatief diethanolamine toe en behandel ultrasoon om ZrP te bereiden -OH waterige oplossing.
③Los een bepaalde hoeveelheid polyvinylalcohol (PVA) op in 90 ° gedeïoniseerd water om een 5% -oplossing te maken, voeg een kwantitatieve ZrP-OH-oplossing in water toe, blijf 6-10 uur roeren, koel de oplossing af en giet het in de vorm om luchtdroog bij kamertemperatuur, een dunne film van ongeveer 0,15 mm kan worden gevormd.
De toevoeging van ZrP-OH verlaagt de initiële afbraaktemperatuur van PVA aanzienlijk en helpt tegelijkertijd de carbonisatiereactie van PVA-afbraakproducten te bevorderen. Dit komt doordat het polyanion dat wordt gegenereerd tijdens de afbraak van ZrP-OH werkt als een protonzuurplaats om de afschuifreactie van de PVA-zuurgroep door de Norrish II-reactie te bevorderen. De carbonisatiereactie van de afbraakproducten van PVA verbetert de oxidatiebestendigheid van de koolstoflaag, waardoor de vlamvertragende prestatie van het composietmateriaal wordt verbeterd.
3) Polyvinylalcohol (PVA) / geoxideerd zetmeel / α-zirkoniumfosfaat nanocomposiet en zijn rol bij het verbeteren van mechanische eigenschappen
Α-Zirkoniumfosfaat werd gesynthetiseerd door sol-gel reflux-methode, organisch gemodificeerd met n-butylamine, en OZrP en PVA werden gemengd om PVA / α-ZrP nanocomposiet te bereiden. Verbeter effectief de mechanische eigenschappen van het composietmateriaal. Wanneer de PVA-matrix 0,8 massaprocent a-ZrP bevat, worden de treksterkte en de rek bij breuk van het composietmateriaal verhoogd met respectievelijk 17,3% en 26. Vergeleken met zuiver PVA. 6%. Dit komt omdat α-ZrP-hydroxyl een sterke waterstofbinding kan produceren met moleculaire hydroxyl van zetmeel, wat leidt tot verbeterde mechanische eigenschappen. Tegelijkertijd wordt ook de thermische stabiliteit aanzienlijk verbeterd.
4) Polystyreen / organisch gemodificeerd zirkoniumfosfaat composietmateriaal en de toepassing ervan in nanocomposietmaterialen voor verwerking op hoge temperatuur
α-Zirkoniumfosfaat (α-ZrP) wordt vooraf ondersteund door methylamine (MA) om MA-ZrP-oplossing te verkrijgen, en vervolgens wordt de gesynthetiseerde p-chloormethylstyreen (DMA-CMS) -oplossing toegevoegd aan de MA-ZrP-oplossing en geroerd op kamertemperatuur 2 dagen, het product wordt gefilterd, de vaste stoffen worden gewassen met gedestilleerd water om geen chloor te detecteren, en gedroogd in vacuüm bij 80 ° C gedurende 24 uur. Ten slotte wordt de composiet bereid door bulkpolymerisatie. Tijdens de bulkpolymerisatie komt een deel van het styreen tussen de zirkoniumfosfaatlaminaten binnen en vindt een polymerisatiereactie plaats. De thermische stabiliteit van het product is aanzienlijk verbeterd, de compatibiliteit met het polymeerlichaam is beter en het kan voldoen aan de vereisten van verwerking bij hoge temperatuur van nanocomposietmaterialen.
