پلاستیک ماده ای با پلیمر بالا به عنوان اصلی ترین ماده است. این ماده از رزین مصنوعی و مواد پرکننده ، نرم کننده ها ، تثبیت کننده ها ، روان کننده ها ، رنگدانه ها و سایر مواد افزودنی تشکیل شده است. در حین ساخت و پردازش برای تسهیل مدل سازی در حالت سیال است ، هنگام تکمیل پردازش شکل جامد دارد.
جز component اصلی پلاستیک ، رزین مصنوعی است. رزین ها در اصل به دلیل لیپیدهای ترشح شده توسط حیوانات و گیاهان مانند گل محمدی ، شللاك و غیره نامگذاری شده اند. این رزین حدود 40 تا 100 درصد از وزن کل پلاستیک را تشکیل می دهد. خصوصیات اساسی پلاستیک ها عمدتا توسط خواص رزین تعیین می شود ، اما مواد افزودنی نیز نقش مهمی دارند.
چرا باید پلاستیک اصلاح شود؟
اصطلاحاً "اصلاح پلاستیک" به روش تغییر عملکرد اصلی آن و بهبود یک یا چند جنبه از طریق افزودن یک یا چند ماده دیگر به رزین پلاستیک ، و در نتیجه دستیابی به هدف گسترش دامنه کاربرد آن اطلاق می شود. از مواد پلاستیکی اصلاح شده در مجموع به عنوان "پلاستیک های اصلاح شده" یاد می شود.
تاکنون ، تحقیق و توسعه صنایع شیمیایی پلاستیک هزاران ماده پلیمری را سنتز کرده است که فقط بیش از 100 مورد از آنها دارای ارزش صنعتی هستند. بیش از 90٪ مواد رزینی که معمولاً در پلاستیک ها استفاده می شود ، در پنج رزین عمومی (PE ، PP ، PVC ، PS ، ABS) متمرکز شده است. در حال حاضر ، ادامه سنتز تعداد زیادی از مواد پلیمری جدید بسیار دشوار است. نه اقتصادی است و نه واقع گرایانه.
بنابراین ، مطالعه عمیق رابطه بین ترکیب پلیمر ، ساختار و عملکرد و اصلاح پلاستیک های موجود بر این اساس ، برای تولید مواد پلاستیکی جدید مناسب ، به یکی از روش های موثر در توسعه صنعت پلاستیک تبدیل شده است. صنعت پلاستیک جنسی نیز در سالهای اخیر پیشرفت چشمگیری داشته است.
اصلاح پلاستیک به تغییر خصوصیات مواد پلاستیکی در جهتی است که مردم از طریق فیزیکی ، شیمیایی یا هر دو روش انتظار دارند ، یا به طور قابل توجهی هزینه ها را کاهش می دهند ، یا برخی از خصوصیات را بهبود می بخشند ، یا پلاستیک ها را به عملکردهای جدید مواد می دهند. فرآیند اصلاح می تواند در طی پلیمریزاسیون رزین مصنوعی اتفاق بیفتد ، یعنی اصلاحات شیمیایی ، مانند کوپلیمریزاسیون ، پیوند ، پیوند عرضی و غیره ، همچنین می تواند در طول پردازش رزین مصنوعی ، یعنی اصلاح فیزیکی ، مانند پر کردن ، ترکیب کردن ، تقویت و غیره
روش های اصلاح پلاستیک چیست؟
1. اصلاح پر کردن (پر کردن مواد معدنی)
با افزودن پودر معدنی (آلی) معدنی به پلاستیک های معمولی ، مقاومت ، مقاومت و مقاومت در برابر حرارت مواد پلاستیکی می تواند بهبود یابد. انواع مختلفی از پرکننده وجود دارد و خواص آنها بسیار پیچیده است.
نقش پرکننده های پلاستیکی: بهبود عملکرد پردازش پلاستیک ، بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ، افزایش حجم و کاهش هزینه ها.
الزامات مواد افزودنی پلاستیکی:
(1) خواص شیمیایی غیرفعال ، بی اثر هستند و با رزین و سایر مواد افزودنی واکنش منفی نشان نمی دهند.
(2) مقاومت در برابر آب ، مقاومت شیمیایی ، مقاومت در برابر آب و هوا ، مقاومت در برابر حرارت و غیره را تحت تأثیر قرار نمی دهد.
(3) خصوصیات فیزیکی پلاستیک را کاهش نمی دهد.
(4) می تواند در مقادیر زیادی پر شود.
(5) چگالی نسبی کم است و تأثیر کمی بر چگالی محصول دارد.
2. اصلاح پیشرفته (الیاف شیشه / فیبر کربن)
اقدامات تقویت کننده: با افزودن مواد الیافی مانند الیاف شیشه و الیاف کربن.
اثر تقویت: می تواند مقاومت ، مقاومت ، سختی و مقاومت در برابر حرارت مواد را به طور قابل توجهی بهبود بخشد ،
عوارض جانبی اصلاح: اما بسیاری از مواد باعث شکست سطح ضعیف و افزایش طول می شوند.
اصل تقویت:
(1) مواد تقویت شده دارای مقاومت و مدول بالاتری هستند.
(2) رزین دارای بسیاری از ذات فیزیکی و شیمیایی عالی (مقاومت در برابر خوردگی ، عایق ، مقاومت در برابر اشعه ، مقاومت در برابر فرسایش دمای بالا و غیره) و پردازش است.
(3) پس از ترکیب رزین با ماده تقویت کننده ، ماده تقویت کننده می تواند خواص مکانیکی یا سایر رزین را بهبود بخشد و رزین می تواند نقش اتصال و انتقال بار به ماده تقویت کننده را بازی کند ، به طوری که پلاستیک تقویت شده خواص عالی
3. اصلاح سخت تر
بسیاری از مواد به اندازه کافی سخت و بیش از حد شکننده نیستند. با افزودن مواد با چقرمگی بهتر یا مواد غیر آلی فوق ظریف ، می توان مقاومت و عملکرد دمای پایین مواد را افزایش داد.
عامل سفت کننده: به منظور کاهش شکنندگی پلاستیک پس از سخت شدن ، و بهبود مقاومت در برابر ضربه و کشیدگی آن ، یک ماده افزودنی به رزین اضافه می شود.
عوامل سازنده معمولاً مورد استفاده در سازگاری با پیوند انیدرید مالئیک:
کوپلیمر اتیلن-وینیل استات (EVA)
الاستومر پلی الفین (POE)
پلی اتیلن کلردار (CPE)
کوپلیمر اکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (ABS)
الاستومر ترموپلاستیک استایرن-بوتادین (SBS)
EPDM (EPDM)
4. اصلاح بازدارنده شعله (بازدارنده شعله بدون هالوژن)
در بسیاری از صنایع مانند لوازم الکترونیکی و اتومبیل ، مواد لازم است که دارای تاخیر در شعله باشند ، اما بسیاری از مواد اولیه پلاستیکی دارای تأخیر در شعله کم هستند. با افزودن بازدارنده های شعله می توان بازدارندگی شعله را بهبود بخشید.
بازدارنده های شعله: همچنین به عنوان بازدارنده های شعله ، بازدارنده های آتش یا بازدارنده های آتش ، افزودنی های عملکردی که باعث مقاومت در برابر شعله به پلیمرهای قابل اشتعال می شوند ، شناخته می شوند. بیشتر آنها VA (فسفر) ، VIIA (برم ، کلر) و ترکیبات عناصر ⅢA (آنتیموان ، آلومینیوم) هستند.
ترکیبات مولیبدن ، ترکیبات قلع و ترکیبات آهن با اثرات مهار کننده دود نیز در گروه بازدارنده های شعله قرار دارند. آنها عمدتا برای پلاستیک های مورد نیاز بازدارنده شعله استفاده می شود تا سوختن پلاستیک ها ، به ویژه پلاستیک های پلیمری را به تأخیر اندازد و یا از آن جلوگیری کند. اشتعال ، خاموش شدن خود و اشتعال آن را طولانی تر کنید.
درجه بازدارنده شعله پلاستیکی: از HB ، V-2 ، V-1 ، V-0 ، 5VB تا 5VA گام به گام.
5. اصلاح مقاومت در برابر آب و هوا (ضد پیری ، ضد اشعه ماوراlet بنفش ، مقاومت در برابر درجه حرارت پایین)
به طور کلی به مقاومت پلاستیکی در برابر سرما در دمای پایین اشاره دارد. به دلیل شکنندگی ذاتی پلاستیک ها در دمای پایین ، پلاستیک ها در دماهای پایین شکننده می شوند. بنابراین ، بسیاری از محصولات پلاستیکی که در محیط های کم دما استفاده می شوند ، معمولاً دارای مقاومت در برابر سرما هستند.
مقاومت در برابر آب و هوا: به مجموعه ای از پدیده های پیری مانند کمرنگ شدن ، تغییر رنگ ، ترک خوردن ، لرزیدن و کاهش قدرت محصولات پلاستیکی به دلیل تأثیر شرایط خارجی مانند نور خورشید ، تغییرات دما ، باد و باران اشاره دارد. اشعه ماورا بنفش عامل اصلی در افزایش پیری پلاستیک است.
6. آلیاژ اصلاح شده
آلیاژ پلاستیک استفاده از ترکیب فیزیکی یا پیوند شیمیایی و روش های کوپلیمریزاسیون برای تهیه دو یا چند ماده در یک ماده جدید با عملکرد بالا ، عملکردی و تخصصی برای بهبود عملکرد یک ماده است یا هر دو هدف از خواص مواد است. این می تواند عملکرد پلاستیک های موجود را بهبود ببخشد و هزینه ها را کاهش دهد.
آلیاژهای پلاستیکی عمومی: مانند آلیاژهای PVC ، PE ، PP ، PS به طور گسترده ای استفاده می شود و فناوری تولید به طور کلی تسلط یافته است.
آلیاژ پلاستیک مهندسی: به ترکیبی از پلاستیک های مهندسی (رزین) اطلاق می شود ، عمدتا شامل سیستم مخلوط سازی با PC ، PBT ، PA ، POM (پلی اکسی متیلن) ، PPO ، PTFE (پلی تترا فلورواتیلن) و سایر پلاستیک های مهندسی به عنوان بدنه اصلی و رزین ABS مواد اصلاح شده
میزان رشد استفاده از آلیاژهای PC / ABS پیشتاز در زمینه پلاستیک ها است. در حال حاضر ، تحقیق در مورد آلیاژهای PC / ABS به کانون تحقیقاتی در مورد آلیاژهای پلیمر تبدیل شده است.
7. پلاستیک زیرکونیوم فسفات اصلاح شده
1) تهیه پلی پروپیلن PP / کامپوزیت زیرکونیوم فسفات اصلاح شده آلی OZrP با استفاده از روش اختلاط مذاب و کاربرد آن در پلاستیک های مهندسی
ابتدا ، آمین سوم اکتادسیل دی متیل (DMA) با فسفات α-زیرکونیوم واکنش داده و فسفات زیرکونیوم اصلاح شده ارگانیک (OZrP) بدست می آورد و سپس OZrP ذوب می شود و با پلی پروپیلن (PP) مخلوط می شود و کامپوزیت های PP / OZrP تهیه می شود. هنگامی که OZrP با کسری جرمی 3٪ اضافه شود ، مقاومت کششی ، مقاومت در برابر ضربه و مقاومت خمشی کامپوزیت PP / OZrP می تواند به ترتیب 18.2٪ ، 62. 5٪ و 11. 3٪ افزایش یابد ، در مقایسه با مواد PP خالص پایداری حرارتی نیز به طور قابل توجهی بهبود یافته است. این به این دلیل است که یک انتهای DMA با مواد غیر آلی در تعامل است و پیوند شیمیایی ایجاد می کند و انتهای دیگر زنجیره طولانی از نظر فیزیکی با زنجیره مولکولی PP درگیر شده است تا مقاومت کششی کامپوزیت را افزایش دهد. مقاومت در برابر ضربه و ثبات گرمایی بهبود یافته به دلیل فسفات زیرکونیوم ناشی از PP برای تولید بلورهای β است. ثانیاً ، فعل و انفعال بین PP اصلاح شده و لایه های فسفات زیرکونیوم باعث افزایش فاصله بین لایه های فسفات زیرکونیوم و پراکندگی بهتر و در نتیجه افزایش مقاومت خمشی می شود. این فناوری به بهبود عملکرد پلاستیک های مهندسی کمک می کند.
2) نانوکامپوزیت پلی وینیل الکل / α-زیرکونیوم فسفات و کاربرد آن در مواد بازدارنده شعله
از نانوکامپوزیت های پلی وینیل الکل / α- زیرکونیوم فسفات فسفات می توان به طور عمده برای تهیه مواد بازدارنده شعله استفاده کرد. راه این است:
① ابتدا از روش رفلاکس برای تهیه فسفات α-زیرکونیوم استفاده می شود.
②با توجه به نسبت مایع به جامد 100 میلی لیتر در گرم ، پودر فسفات α-زیرکونیوم کمی گرفته و در آب دیونیزه پراکنده کنید ، محلول آبی اتیل آمین را به صورت قطره ای و تحت هم زدن مغناطیسی در دمای اتاق اضافه کنید ، سپس به آن دیه اتانولامین کمی اضافه کنید و برای تهیه ZrP تحت درمان فراصوت قرار دهید. -OH محلول آبی.
مقدار مشخصی از پلی وینیل الکل (PVA) را در آب دیونیزه شده 90 to حل کنید تا یک محلول 5 make ایجاد کنید ، یک محلول آبی کمی ZrP-OH اضافه کنید ، به مدت 6-10 ساعت به هم زدن ادامه دهید ، محلول را خنک کرده و در قالب ریخته تا در دمای اتاق خشک می شود ، می توان یک لایه نازک از 0.15 میلی متر تشکیل داد.
افزودن ZrP-OH به طور قابل توجهی دمای تخریب اولیه PVA را کاهش می دهد ، و در عین حال به ارتقا reaction واکنش کربن شدن محصولات تخریب PVA کمک می کند. دلیل این امر این است که پلی آنیون تولید شده در طی تخریب ZrP-OH به عنوان یک محل اسید پروتون برای تقویت واکنش برشی گروه اسید PVA از طریق واکنش Norrish II عمل می کند. واکنش کربن شدن محصولات تخریب PVA مقاومت در برابر اکسیداسیون لایه کربن را بهبود می بخشد ، در نتیجه عملکرد بازدارنده شعله مواد ترکیبی را بهبود می بخشد.
3) نانوکامپوزیت پلی وینیل الکل (PVA) / نشاسته اکسید شده / α-زیرکونیوم فسفات و نقش آن در بهبود خواص مکانیکی
فسفات Α-زیرکونیوم با استفاده از روش ریفلاکس سل-ژل سنتز شد ، با n-butylamine از نظر ارگانیک اصلاح شد و OZrP و PVA برای تهیه نانوکامپوزیت PVA / α-ZrP مخلوط شدند. به طور م theثر خواص مکانیکی ماده کامپوزیت را بهبود بخشد. هنگامی که ماتریس PVA حاوی 0.8 by از نظر جرم α-ZrP باشد ، مقاومت کششی و کشیدگی در شکست مواد کامپوزیت 17.3 3 و 26 افزایش می یابد. در مقایسه با PVA خالص ، به ترتیب. 6٪ زیرا هیدروکسیل α-ZrP می تواند پیوند هیدروژن قوی با هیدروکسیل مولکولی نشاسته ایجاد کند که منجر به بهبود خواص مکانیکی می شود. در عین حال ، ثبات حرارتی نیز به طور قابل توجهی افزایش می یابد.
4) مواد کامپوزیت فسفات زیرکونیوم پلی استایرن / آلی اصلاح شده و کاربرد آن در پردازش دمای بالا مواد نانوکامپوزیتی
فسفات α-زیرکونیوم (α-ZrP) برای به دست آوردن محلول MA-ZrP توسط متیل آمین (MA) پشتیبانی می شود ، و سپس محلول سنتز شده p-chloromethyl styrene (DMA-CMS) به محلول MA-ZrP اضافه می شود و در آن مخلوط می شود دمای اتاق 2 روز ، محصول فیلتر می شود ، مواد جامد با آب مقطر شسته می شود تا کلر مشاهده نشود و در خلا at در دمای 80 ℃ به مدت 24 ساعت خشک می شود. در آخر ، کامپوزیت توسط پلیمریزاسیون فله تهیه می شود. در طی پلیمریزاسیون فله ، بخشی از استایرن بین ورقه های فسفات زیرکونیوم وارد می شود و واکنش پلیمریزاسیون رخ می دهد. پایداری حرارتی محصول به طور قابل توجهی بهبود یافته ، سازگاری با بدنه پلیمر بهتر است و می تواند نیازهای پردازش در دمای بالا از مواد نانوکامپوزیتی را برآورده کند.
