Muovi on materiaali, jonka pääkomponenttina on korkea polymeeri. Se koostuu synteettisestä hartsista ja täyteaineista, pehmittimistä, stabilointiaineista, voiteluaineista, pigmenteistä ja muista lisäaineista. Se on nestemäisessä tilassa valmistuksen ja prosessoinnin aikana mallinnuksen helpottamiseksi. Se on kiinteä muoto, kun käsittely on valmis.
Muovin pääkomponentti on synteettinen hartsi. Hartsit on alun perin nimetty eläinten ja kasvien erittämien lipidien mukaan, kuten hartsi, sellakka jne. Synteettiset hartsit (joskus yksinkertaisesti kutsutaan "harteiksi") viittaavat polymeereihin, joita ei ole sekoitettu erilaisten lisäaineiden kanssa. Hartsin osuus on noin 40% - 100% muovin kokonaispainosta. Muovien perusominaisuudet määräytyvät pääasiassa hartsin ominaisuuksien perusteella, mutta lisäaineilla on myös tärkeä rooli.
Miksi muovia tulisi muuttaa?
Ns. "Muovimodifikaatio" tarkoittaa menetelmää sen alkuperäisen suorituskyvyn muuttamiseksi ja yhden tai useamman näkökohdan parantamiseksi lisäämällä yhtä tai useampaa muuta ainetta muovihartsiin, jolloin saavutetaan tarkoitus laajentaa sen soveltamisalaa. Muunnettuja muovimateriaaleja kutsutaan yhdessä "muunnetuiksi muoveiksi".
Tähän mennessä muovikemian teollisuuden tutkimus ja kehitys on syntetisoinut tuhansia polymeerimateriaaleja, joista vain yli 100 on teollista arvoa. Yli 90% muoveissa yleisesti käytetyistä hartsimateriaaleista on keskittynyt viiteen yleiseen hartsiin (PE, PP, PVC, PS, ABS). Tällä hetkellä on erittäin vaikea jatkaa suuren määrän uusien polymeerimateriaalien syntetisointia, jotka ei ole taloudellinen eikä realistinen.
Siksi perusteellisesta tutkimuksesta polymeerikoostumuksen, rakenteen ja suorituskyvyn välisestä suhteesta ja olemassa olevien muovien muokkaamisesta tällä perusteella sopivien uusien muovimateriaalien tuottamiseksi on tullut yksi tehokkaista tavoista muoviteollisuuden kehittämiseksi. Myös seksuaalimuoviteollisuus on saavuttanut huomattavaa kehitystä viime vuosina.
Muovimodifioinnilla tarkoitetaan muovimateriaalien ominaisuuksien muuttamista ihmisten odottamaan suuntaan fysikaalisilla, kemiallisilla tai molemmilla menetelmillä, tai kustannusten merkittävään pienentämiseen, tiettyjen ominaisuuksien parantamiseen tai muovien uusien toimintojen tarjoamiseen. Modifiointiprosessi voi tapahtua synteettisen hartsin polymeroinnin aikana, toisin sanoen kemiallinen modifikaatio, kuten kopolymerointi, oksastaminen, silloitus jne., Voidaan suorittaa myös synteettisen hartsin prosessoinnin aikana, toisin sanoen fysikaalinen modifikaatio, kuten täyttö, sekoitus, parannus jne.
Mitkä ovat muovimodifikaatiomenetelmät?
1. Täytteen muokkaus (mineraalitäyte)
Lisäämällä epäorgaanista mineraali (orgaanista) jauhetta tavallisiin muoveihin muovimateriaalien jäykkyyttä, kovuutta ja lämmönkestävyyttä voidaan parantaa. Täyteaineita on monenlaisia ja niiden ominaisuudet ovat erittäin monimutkaisia.
Muovitäyteaineiden rooli: parantaa muovinkäsittelyn suorituskykyä, parantaa fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, lisätä määrää ja vähentää kustannuksia.
Muovilisäaineita koskevat vaatimukset:
(1) Kemialliset ominaisuudet ovat passiivisia, inerttejä eivätkä reagoi haitallisesti hartsin ja muiden lisäaineiden kanssa;
(2) Ei vaikuta muovin veden-, kemikaalien-, sään-, lämmönkestävyyteen jne.
(3) ei vähennä muovin fysikaalisia ominaisuuksia;
(4) Voidaan täyttää suurina määrinä;
(5) Suhteellinen tiheys on pieni eikä sillä ole juurikaan vaikutusta tuotteen tiheyteen.
2. Parannettu muunnos (lasikuitu / hiilikuitu)
Vahvistustoimenpiteet: lisäämällä kuitumateriaaleja, kuten lasikuitua ja hiilikuitua.
Parannusvaikutus: se voi parantaa merkittävästi materiaalin jäykkyyttä, lujuutta, kovuutta ja lämmönkestävyyttä,
Muuntamisen haitalliset vaikutukset: Mutta monet materiaalit aiheuttavat huonon pinnan ja pienemmän murtovenymän.
Lisäparannuksen periaate:
(1) Vahvistetuilla materiaaleilla on suurempi lujuus ja moduuli;
(2) Hartsilla on monia luonnostaan erinomaisia fysikaalisia ja kemiallisia (korroosionkestävyys, eristys, säteilynkestävyys, hetkellinen korkean lämpötilan ablaatiokestävyys jne.) Ja käsittelyominaisuudet;
(3) Kun hartsi on yhdistetty vahvikemateriaaliin, lujitemateriaali voi parantaa hartsin mekaanisia tai muita ominaisuuksia, ja hartsilla voi olla rooli sitomisessa ja kuorman siirtämisessä vahvikemateriaaliin siten, että vahvistettu muovi on erinomaiset ominaisuudet.
3. Kovettumisen muokkaus
Monet materiaalit eivät ole tarpeeksi sitkeitä ja liian hauraita. Lisäämällä materiaaleja, joilla on parempi sitkeys, tai erittäin hienojakoisia epäorgaanisia materiaaleja, materiaalien sitkeyttä ja alhaisen lämpötilan suorituskykyä voidaan lisätä.
Kovettuva aine: Muovin haurauden vähentämiseksi kovettumisen jälkeen ja sen iskulujuuden ja venymän parantamiseksi hartsiin lisätään lisäainetta.
Yleisesti käytettyjä karkaisuaineita - enimmäkseen maleiinihappoanhydridiä - oksastavan yhteensopivuuden parantaja:
Etyleeni-vinyyliasetaattikopolymeeri (EVA)
Polyolefiinielastomeeri (POE)
Kloorattu polyeteeni (CPE)
Akryylinitriili-butadieeni-styreenikopolymeeri (ABS)
Termoplastinen styreenibutadieenielastomeeri (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Palamista hidastava muunnos (halogeeniton palonestoaine)
Monilla teollisuudenaloilla, kuten elektroniikkalaitteissa ja autoissa, materiaaleilla vaaditaan palonestoaikaa, mutta monilla muoviraaka-aineilla on alhainen palonestokyky. Parempi palonsuoja voidaan saavuttaa lisäämällä palonestoaineita.
Palonsuoja-aineet: tunnetaan myös nimellä palonestoaineet, palonestoaineet tai palonestoaineet, toiminnalliset lisäaineet, jotka antavat palamista hidastavia aineita palaville polymeereille suurin osa niistä on VA (fosfori), VIIA (bromi, kloori) ja AA-yhdisteiden (antimoni, alumiini) elementit.
Molybdeeniyhdisteet, tinayhdisteet ja savua vaimentavat rautayhdisteet kuuluvat myös palamista hidastavien aineiden luokkaan. Niitä käytetään pääasiassa muoveihin, joilla on palonestovaatimukset muovien, erityisesti polymeerimuovien, palamisen viivästyttämiseksi tai estämiseksi. Tee syttymisestä pidempi, itsestään sammuva ja vaikea syttyvä.
Muovinen palamista hidastava luokka: HB: stä, V-2: sta, V-1: stä, V-0: sta, 5 VB: stä 5 VA: iin vaiheittain.
5. Säänkestävyyden muutos (anti-aging, anti-ultravioletti, matalan lämpötilan kestävyys)
Viittaa yleensä muovien kylmänkestävyyteen matalissa lämpötiloissa. Muovien luontaisen matalan lämpötilan haurauden vuoksi muovit muuttuvat hauraiksi matalissa lämpötiloissa. Siksi monilla muovituotteilla, joita käytetään matalissa lämpötiloissa, vaaditaan yleensä kylmänkestävyys.
Säänkestävyys: viittaa sarjaan ikääntyviä ilmiöitä, kuten haalistumista, värimuutoksia, halkeilua, liituutumista ja muovituotteiden lujuuden vähenemistä ulkoisten olosuhteiden, kuten auringonvalon, lämpötilan muutosten, tuulen ja sateen, vaikutuksesta. Ultraviolettisäteily on avaintekijä muovin ikääntymisen edistämisessä.
6. Muunnettu seos
Muoviseos on fysikaalisten sekoitus- tai kemiallisten oksastus- ja kopolymerointimenetelmien käyttö kahden tai useamman materiaalin valmistamiseksi korkean suorituskyvyn omaavaksi, toiminnalliseksi ja erikoistuneeksi uudeksi materiaaliksi yhden materiaalin suorituskyvyn parantamiseksi tai jolla on molemmat materiaalin ominaisuuksien tarkoitus. Se voi parantaa tai parantaa olemassa olevien muovien suorituskykyä ja vähentää kustannuksia.
Yleiset muoviseokset: kuten PVC-, PE-, PP- ja PS-seokset ovat laajalti käytössä, ja tuotantotekniikka on yleensä hallittu.
Tekninen muoviseos: viittaa teknisten muovien (hartsi) sekoitukseen, joka sisältää pääasiassa sekoitusjärjestelmän PC: n, PBT, PA, POM: n (polyoksimetyleeni), PPO: n, PTFE: n (polytetrafluorieteeni) ja muiden teknisten muovien kanssa päärungona, ja ABS-hartsilla muunnetut materiaalit.
PC / ABS-seosten käytön kasvuvauhti on muovikentän eturintamassa. Tällä hetkellä PC / ABS-seosten tutkimuksesta on tullut polymeeriseosten tutkimuskohde.
7. Zirkoniumfosfaatilla muunnettu muovi
1) Polypropyleenin PP / orgaanisen modifioidun zirkoniumfosfaatti-OZrP-komposiitin valmistus sulasekoitusmenetelmällä ja sen soveltaminen muoviin
Ensin oktadekyylidimetyylitertiaarinen amiini (DMA) saatetaan reagoimaan a-zirkoniumfosfaatin kanssa orgaanisesti modifioidun zirkoniumfosfaatin (OZrP) saamiseksi, ja sitten OZrP sulatetaan polypropeenin (PP) kanssa PP / OZrP-komposiittien valmistamiseksi. Kun lisätään OZrP, jonka massaosuus on 3%, PP / OZrP-komposiitin vetolujuutta, iskulujuutta ja taivutuslujuutta voidaan lisätä 18,2%: lla, 62,5%: lla ja taivutuslujuudella 11,3%: lla, verrattuna puhtaaseen PP-materiaaliin. Lämpöstabiilisuus paranee myös merkittävästi. Tämä johtuu siitä, että DMA: n toinen pää on vuorovaikutuksessa epäorgaanisten aineiden kanssa muodostaakseen kemiallisen sidoksen, ja pitkän ketjun toinen pää on fyysisesti kietoutunut PP-molekyyliketjuun komposiitin vetolujuuden lisäämiseksi. Parantunut iskulujuus ja lämpöstabiilisuus johtuvat zirkoniumfosfaatin indusoimasta PP: stä tuottamaan P-kiteitä. Toiseksi modifioidun PP: n ja zirkoniumfosfaattikerrosten välinen vuorovaikutus lisää zirkoniumfosfaattikerrosten välistä etäisyyttä ja parempaa dispersiota, mikä johtaa lisääntyneeseen taivutuslujuuteen. Tämä tekniikka auttaa parantamaan teknisten muovien suorituskykyä.
2) Polyvinyylialkoholi / α-zirkoniumfosfaatti-nanokomposiitti ja sen käyttö palamista hidastavissa materiaaleissa
Polyvinyylialkoholi / a-zirkoniumfosfaatti-nanokomposiitteja voidaan käyttää pääasiassa palamista hidastavien materiaalien valmistukseen. tapa on:
① Ensinnäkin refluksimenetelmää käytetään a-zirkoniumfosfaatin valmistamiseen.
Nesteen ja kiinteän aineen välisen suhteen ollessa 100 ml / g otetaan kvantitatiivinen a-zirkoniumfosfaattijauhe ja dispergoidaan se deionisoituun veteen, lisätään tipoittain etyyliamiinin vesiliuosta magneettisekoituksessa huoneenlämpötilassa, sitten lisätään kvantitatiivinen dietanoliamiini ja käsitellään ultraäänellä ZrP: n valmistamiseksi. -OH vesiliuos.
③Liuotetaan tietty määrä polyvinyylialkoholia (PVA) 90 ℃ deionisoituun veteen 5-prosenttisen liuoksen valmistamiseksi, lisätään kvantitatiivinen ZrP-OH-vesiliuos, jatketaan sekoittamista 6-10 tuntia, jäähdytetään liuosta ja kaadetaan muottiin ilmakuivaa huoneenlämpötilassa, voidaan muodostaa ohut, noin 0,15 mm: n kalvo.
ZrP-OH: n lisääminen vähentää merkittävästi PVA: n alkuhajoamislämpötilaa ja auttaa samalla edistämään PVA: n hajoamistuotteiden karbonisaatioreaktiota. Tämä johtuu siitä, että ZrP-OH: n hajoamisen aikana syntynyt polyanion toimii protonihappokohtana edistääkseen PVA-happoryhmän leikkausreaktiota Norrish II -reaktion kautta. PVA: n hajoamistuotteiden hiiltymisreaktio parantaa hiilikerroksen hapettumiskestävyyttä ja parantaa siten komposiittimateriaalin palamista hidastavaa suorituskykyä.
3) Polyvinyylialkoholi (PVA) / hapetettu tärkkelys / a-zirkoniumfosfaatti-nanokomposiitti ja sen rooli mekaanisten ominaisuuksien parantamisessa
Α-zirkoniumfosfaatti syntetisoitiin sooli-geeli-refluksointimenetelmällä, modifioitiin orgaanisesti n-butyyliamiinilla, ja OZrP ja PVA sekoitettiin PVA / a-ZrP-nanokomposiitin valmistamiseksi. Paranna tehokkaasti komposiittimateriaalin mekaanisia ominaisuuksia. Kun PVA-matriisi sisältää 0,8 painoprosenttia a-ZrP: tä, komposiittimateriaalin vetolujuus ja murtovenymä kasvavat 17,3% ja 26. Puhtaaseen PVA: han verrattuna. 6%. Tämä johtuu siitä, että α-ZrP-hydroksyyli voi tuottaa voimakkaan vetysidoksen tärkkelyksen molekyylihydroksyylin kanssa, mikä johtaa parempiin mekaanisiin ominaisuuksiin. Samanaikaisesti myös lämpöstabiilisuus paranee merkittävästi.
4) Polystyreeni / orgaaninen modifioitu zirkoniumfosfaattikomposiittimateriaali ja sen käyttö korkean lämpötilan käsittelyssä nanokomposiittimateriaaleissa
a-zirkoniumfosfaattia (a-ZrP) tuetaan esimetyyliamiinilla (MA) MA-ZrP-liuoksen saamiseksi, ja sitten syntetisoitu p-kloorimetyylistyreeni (DMA-CMS) -liuos lisätään MA-ZrP-liuokseen ja sekoitetaan. huoneenlämpötila 2 d, tuote suodatetaan, kiinteät aineet pestään tislatulla vedellä kloorin havaitsemiseksi ja kuivataan tyhjössä 80 ° C: ssa 24 tuntia. Lopuksi komposiitti valmistetaan massapolymeroinnilla. Massapolymeroinnin aikana osa styreenistä tulee zirkoniumfosfaattilaminaattien väliin ja tapahtuu polymerointireaktio. Tuotteen lämpöstabiilisuus paranee merkittävästi, yhteensopivuus polymeerirungon kanssa on parempi ja se voi täyttää nanokomposiittimateriaalien korkean lämpötilan käsittelyn vaatimukset.
