Пластык - гэта матэрыял з высокім утрыманнем палімера ў якасці асноўнага кампанента. Ён складаецца з сінтэтычнай смалы і напаўняльнікаў, пластыфікатараў, стабілізатараў, змазачных матэрыялаў, пігментаў і іншых дадаткаў. Падчас вырабу і апрацоўкі ён знаходзіцца ў вадкім стане, каб палегчыць мадэляванне. Пасля завяршэння апрацоўкі ён мае цвёрдую форму.
Асноўны кампанент пластыка - сінтэтычная смала. Першапачаткова смалы атрымалі назвы ліпідаў, якія выдзяляюцца жывёламі і раслінамі, такімі як каніфоль, шелак і г. д. Сінтэтычныя смалы (часам іх проста называюць "смаламі") адносяцца да палімераў, якія не змешваліся з рознымі дадаткамі. На смалу прыпадае каля 40% да 100% ад агульнай масы пластыка. Асноўныя ўласцівасці пластмас у асноўным вызначаюцца ўласцівасцямі смалы, але дадаткі таксама гуляюць важную ролю.
Чаму пластык трэба мадыфікаваць?
Так званая "пластычная мадыфікацыя" адносіцца да метаду змены першапачатковых характарыстык і паляпшэння аднаго або некалькіх аспектаў шляхам дадання аднаго або некалькіх іншых рэчываў у пластычную смалу, дасягаючы тым самым мэты пашырэння сферы яе прымянення. Мадыфікаваныя пластыкавыя матэрыялы ў сукупнасці называюцца "мадыфікаванымі пластмасамі".
Да гэтага часу ў выніку даследаванняў і распрацовак хімічнай прамысловасці пластмас былі сінтэзаваны тысячы палімерных матэрыялаў, з якіх толькі больш за 100 маюць прамысловае значэнне. Больш за 90% смаляных матэрыялаў, якія звычайна выкарыстоўваюцца ў пластмасах, сканцэнтраваны ў пяці агульных смолах (PE, PP, PVC, PS, ABS) У цяперашні час вельмі складана працягваць сінтэзаваць вялікую колькасць новых палімерных матэрыялаў, якія не з'яўляецца ні эканамічным, ні рэалістычным.
Такім чынам, паглыбленае вывучэнне ўзаемасувязі паміж палімерным складам, структурай і эксплуатацыйнымі характарыстыкамі, а таксама мадыфікацыя існуючых пластмас на гэтай аснове для атрымання новых прыдатных пластычных матэрыялаў стала адным з эфектыўных шляхоў развіцця прамысловасці пластмас. У апошнія гады прамысловасць сэксуальнай пластмасы таксама дасягнула значнага развіцця.
Пад мадыфікацыяй пластыка маецца на ўвазе змяненне ўласцівасцей пластыкавых матэрыялаў у кірунку, чаканым людзьмі, з дапамогай фізічных, хімічных або абодвух спосабаў, альбо для істотнага зніжэння выдаткаў, альбо для паляпшэння пэўных уласцівасцей, альбо для надання пластыку новых функцый матэрыялаў. Працэс мадыфікацыі можа адбывацца падчас полімерызацыі сінтэтычнай смалы, гэта значыць, хімічная мадыфікацыя, такая як супалімерызацыя, прышчэпка, сшыванне і г.д., таксама можа праводзіцца падчас апрацоўкі сінтэтычнай смалы, гэта значыць, фізічнай мадыфікацыі, такой як напаўненне, сумеснае змешванне, узмацненне і г.д.
Якія метады пластычнай мадыфікацыі?
1. Мадыфікацыя начыння (мінеральная начынне)
Дадаючы неарганічны мінеральны (арганічны) парашок у звычайныя пластмасы, можна палепшыць калянасць, цвёрдасць і цеплаўстойлівасць пластыкавых матэрыялаў. Існуе мноства відаў напаўняльнікаў, і іх уласцівасці надзвычай складаныя.
Роля пластыкавых напаўняльнікаў: паляпшэнне прадукцыйнасці апрацоўкі пластыка, паляпшэнне фізічных і хімічных уласцівасцей, павелічэнне аб'ёму і зніжэнне выдаткаў.
Патрабаванні да пластычных дабавак:
(1) Хімічныя ўласцівасці неактыўныя, інэртныя і не ўступаюць у шкоду са смалай і іншымі дадаткамі;
(2) Не ўплывае на воданепранікальнасць, хімічную ўстойлівасць, устойлівасць да надвор'я, цеплаўстойлівасць і г.д.
(3) Не памяншае фізічных уласцівасцей пластыка;
(4) Можа быць запоўнена ў вялікай колькасці;
(5) Адносная шчыльнасць невялікая і практычна не ўплывае на шчыльнасць прадукту.
2. Палепшаная мадыфікацыя (шкловалакно / вугляроднае валакно)
Меры ўзмацнення: даданнем кудзелістых матэрыялаў, такіх як шкловалакно і вугляроднае валакно.
Эфект павышэння: ён можа значна палепшыць калянасць, трываласць, цвёрдасць і тэрмаўстойлівасць матэрыялу,
Неспрыяльныя эфекты мадыфікацыі: Але шмат якія матэрыялы прыводзяць да дрэннай паверхні і меншага падаўжэння пры разрыве.
Прынцып паляпшэння:
(1) Армаваныя матэрыялы маюць больш высокую трываласць і модуль;
(2) Смала мае шмат уласцівых выдатных фізічных і хімічных (устойлівасць да карозіі, ізаляцыя, устойлівасць да выпраменьвання, імгненная ўстойлівасць да абляцыі пры высокіх тэмпературах і г.д.) і апрацоўчых уласцівасцяў;
(3) Пасля змешвання смалы з армавальным матэрыялам армавальны матэрыял можа палепшыць механічныя або іншыя ўласцівасці смалы, і смала можа гуляць ролю склейвання і перадачы нагрузкі на армавальны матэрыял, так што армаваны пластык мае выдатныя ўласцівасці.
3. Умацаванне мадыфікацыі
Многія матэрыялы недастаткова жорсткія і занадта далікатныя. Дадаючы матэрыялы з больш высокай трываласцю альбо звыштонкія неарганічныя матэрыялы, можна павялічыць трываласць і нізкія тэмпературныя характарыстыкі матэрыялаў.
Загартавальнае сродак: Для таго, каб паменшыць далікатнасць пластыка пасля зацвярдзення і палепшыць яго ўдарную трываласць і падаўжэнне, у смалу дадаецца дабаўка.
Звычайна выкарыстоўваюцца загартоўваючыя рэчывы, у асноўным сумяшчальнік для прышчэпкі малеінавага ангідрыду:
Этылен-вінілацэтатны супалімер (EVA)
Поліалефінавы эластамер (POE)
Хлараваны поліэтылен (CPE)
Супалімер акрыланітрыл-бутадыен-стырол (АБС)
Стырол-бутадыенавы тэрмапластычны эластамер (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Мадыфікацыя антыпірэна (безгалагенавая антыпірэна)
У многіх галінах прамысловасці, такіх як электронныя прыборы і аўтамабілі, матэрыялы павінны мець вогнеўстойлівасць, але шмат якія пластыкавыя сыравіны валодаюць нізкай вогнетрываласцю. Палепшанай антыпірэннасці можна дасягнуць, дадаўшы антыпірэны.
Вогнеахоўныя рэчывы: таксама вядомыя як антыпірэны, антыпірэны альбо антыпірэны, функцыянальныя дабаўкі, якія надаюць вогненебяспечнасць гаручым палімерам; большасць з іх - VA (фосфар), VIIA (бром, хлор) і злучэння элементаў ⅢA (сурма, алюміній).
Злучэнні малібдэна, злучэння волава і злучэння жалеза з дымадушальным эфектам таксама адносяцца да катэгорыі антыпірэнаў. У асноўным яны выкарыстоўваюцца для пластмас, якія патрабуюць антыпірэнаў для затрымкі альбо прадухілення гарэння пластмас, асабліва палімерных. Зрабіце больш працяглым запальванне, самазатуханне і складанае ўзгаранне.
Пластыкавы антыпірэны клас: ад HB, V-2, V-1, V-0, 5VB да 5VA пакрокава.
5. Мадыфікацыя ўстойлівасці да надвор'я (анты-старэнне, анты-ультрафіялет, устойлівасць да нізкіх тэмператур)
Як правіла, маецца на ўвазе марозаўстойлівасць пластмас пры нізкіх тэмпературах. З-за ўласцівай пластыку нізкатэмпературнай далікатнасці пластык становіцца далікатным пры нізкіх тэмпературах. Такім чынам, многія пластыкавыя вырабы, якія выкарыстоўваюцца ва ўмовах нізкіх тэмператур, звычайна маюць халадостойкасць.
Устойлівасць да надвор'я: адносіцца да шэрагу з'яў старэння, такіх як выцвітанне, змяненне колеру, парэпанне, мелаванне і памяншэнне трываласці вырабаў з пластыка з-за ўздзеяння знешніх умоў, такіх як сонечнае святло, перапады тэмпературы, вецер і дождж. Ультрафіялетавае выпраменьванне з'яўляецца ключавым фактарам садзейнічання старэнню пластыка.
6. Мадыфікаваны сплаў
Пластыкавы сплаў - гэта выкарыстанне метадаў фізічнага змешвання альбо хімічнай прышчэпкі і супалімерызацыі для падрыхтоўкі двух і больш матэрыялаў да высокаэфектыўнага, функцыянальнага і спецыялізаванага новага матэрыялу для паляпшэння эксплуатацыйных характарыстык аднаго матэрыялу альбо для іх прызначэння. Гэта можа палепшыць або павысіць прадукцыйнасць існуючых пластмас і знізіць выдаткі.
Агульныя пластыкавыя сплавы: такія як сплавы ПВХ, ПЭ, ПП, ПС шырока выкарыстоўваюцца, і тэхналогія вытворчасці ў цэлым асвоена.
Сплаў інжынернага пластыка: адносіцца да сумесі інжынерных пластмас (смалы), галоўным чынам, уключаючы сістэму змешвання з ПК, PBT, PA, POM (полиоксиметилен), РРО, ПТФЭ (политетрафторэтилен) і іншымі інжынернымі пластмасамі ў якасці асноўнага корпуса і смалы АБС мадыфікаваныя матэрыялы.
Тэмп росту выкарыстання сплаваў ПК / АБС займае першае месца ў галіне пластмас. У цяперашні час даследаванні сплаваў ПК / АБС сталі гарачай кропкай даследавання палімерных сплаваў.
7. Пластык, мадыфікаваны фасфатам цырконія
1) Атрыманне поліпрапіленавага ПП / арганічна мадыфікаванага фасфату цырконія OZrP кампазіта метадам змешвання расплаву і яго прымяненне ў інжынернай пластмасе
Спачатку актадэцыл-дыметыл-трэці амін (DMA) рэагуе з α-цырконій-фасфатам, атрымліваючы арганічна мадыфікаваны фасфат цырконія (OZrP), а затым OZrP расплаўліваюць, змешваючы з поліпрапіленам (PP), для атрымання кампазітаў PP / OZrP. Калі дадаць OZrP з масавай доляй 3%, трываласць на разрыў, трываласць і выгіб кампазіта PP / OZrP можна павялічыць адпаведна на 18, 2%, 62. 5% і 11. 3%, у параўнанні з чыстым матэрыялам ПП. Таксама значна палепшана цеплавая стабільнасць. Гэта таму, што адзін канец ДМА ўзаемадзейнічае з неарганічнымі рэчывамі, утвараючы хімічную сувязь, а другі канец доўгай ланцуга фізічна аплятаецца малекулярнай ланцугом РР, каб павялічыць трываласць кампазіта пры расцяжэнні. Палепшаная ўдарная трываласць і тэрмічная ўстойлівасць абумоўлены фосфатам цырконія, індукаваным РР для атрымання β крышталяў. Па-другое, узаемадзеянне паміж мадыфікаваным ПП і пластамі цырконія фасфату павялічвае адлегласць паміж пластамі фасфату цырконія і паляпшае дысперсію, у выніку чаго павялічваецца трываласць на выгіб. Гэтая тэхналогія дапамагае палепшыць характарыстыкі інжынерных пластмас.
2) Нанакампазіт полівінілавага спірту / α-цырконія фасфату і яго прымяненне ў антыпірэнах
Нанакампазіты полівінілавага спірту / α-цырконія фасфату могуць у асноўным выкарыстоўвацца для падрыхтоўкі антыпірэнаў. спосаб такі:
① Па-першае, метад зваротнага звароту выкарыстоўваецца для атрымання а-фасфату цырконія.
②У адпаведнасці з суадносінамі вадкасці і цвёрдага рэчыва 100 мл / г вазьміце колькасны парашок альфа-цырконія фасфату і размеркуйце яго ў дэіянізаванай вадзе, дадайце па кроплях водны раствор этыламіна пры магнітным мяшанні пры пакаёвай тэмпературы, затым дадайце колькасны дыэтаналамін і апрацуйце ультрагукам для падрыхтоўкі ZrP -ОН водны раствор.
③ Растварыце пэўную колькасць полівінілавага спірту (ПВА) у 90 ℃ дэіянізаванай вадзе, атрымаўшы 5% раствор, дадайце колькасны водны раствор ZrP-OH, працягвайце памешваць на працягу 6-10 гадзін, астудзіце раствор і заліце яго ў форму да на паветры пры пакаёвай тэмпературы можа ўтварыцца тонкая плёнка каля 0,15 мм.
Даданне ZrP-OH значна зніжае пачатковую тэмпературу дэградацыі PVA і ў той жа час дапамагае прасоўваць рэакцыю карбанізацыі прадуктаў дэградацыі PVA. Гэта звязана з тым, што поліаніён, які ўтвараецца ў працэсе дэградацыі ZrP-OH, дзейнічае як месца пратоннай кіслаты, спрыяючы рэакцыі зруху кіслотнай групы ПВА з дапамогай рэакцыі Норрыша II. Рэакцыя карбанізацыі прадуктаў дэградацыі ПВА паляпшае ўстойлівасць вугляроду да акіслення, тым самым паляпшаючы вогнеахоўныя характарыстыкі кампазітнага матэрыялу.
3) Полівінілавы спірт (ПВА) / акіслены крухмал / нанакампазіт-фасфат цырконія і яго роля ў паляпшэнні механічных уласцівасцей
Α-Фасфат цырконія быў сінтэзаваны метадам зваротнага зваротнага зваротнага геля, арганічна мадыфікаваным н-бутыламінам, і OZrP і PVA былі змешаны для атрымання нанакампазітыва PVA / α-ZrP. Эфектыўна палепшыць механічныя ўласцівасці кампазітнага матэрыялу. Калі матрыца ПВА змяшчае 0,8% па масе α-ZrP, трываласць на разрыў і падаўжэнне пры разрыве кампазітнага матэрыялу павялічваюцца на 17, 3% і 26. У параўнанні з чыстым ПВА адпаведна. 6%. Гэта таму, што гідраксіл α-ZrP можа вырабляць трывалую вадародную сувязь з малекулярным гідраксілам крухмалу, што прыводзіць да паляпшэння механічных уласцівасцей. У той жа час цеплавая стабільнасць таксама значна павышаецца.
4) Кампазітны матэрыял полістырол / мадыфікаваны фасфат цырконія і яго прымяненне пры высокатэмпературнай апрацоўцы нанакампазіцыйных матэрыялаў
α-цырконія фасфат (α-ZrP) папярэдне падтрымліваюць метыламінам (MA) для атрымання раствора MA-ZrP, а затым сінтэзаваны раствор р-хлорметилстыролу (DMA-CMS) дадаюць да раствора MA-ZrP і змешваюць пры пакаёвая тэмпература 2 сут, прадукт фільтруюць, цвёрдыя рэчывы прамываюць дыстыляванай вадой, каб хлор не выяўляўся, і сушаць у вакууме пры 80 ℃ на працягу 24 гадзін. Нарэшце, кампазіт атрымліваюць шляхам насыпной полімерызацыі. Падчас асноўнай палімерызацыі частка стыролу паступае паміж ламінатамі фасфату цырконія і адбываецца рэакцыя полімерызацыі. Цеплавая ўстойлівасць прадукту значна палепшана, сумяшчальнасць з палімерным корпусам лепшая, і ён можа адпавядаць патрабаванням высокатэмпературнай апрацоўкі нанакампазіцыйных матэрыялаў.
