Plastik on materjal, mille põhikomponendiks on kõrge polümeer. See koosneb sünteetilisest vaigust ja täiteainetest, plastifikaatoritest, stabilisaatoritest, määrdeainetest, pigmentidest ja muudest lisanditest. Modelleerimise hõlbustamiseks on see tootmise ja töötlemise ajal vedelas olekus. Töötlemise lõppedes on see kindel kuju.
Plastiku põhikomponent on sünteetiline vaik. Vaigud on algselt nimetatud loomade ja taimede sekreteeritud lipiidide järgi, nagu kampol, šellak jne. Sünteetilised vaigud (mida mõnikord nimetatakse lihtsalt "vaigudeks") viitavad polümeeridele, mida ei ole segatud erinevate lisanditega. Vaik moodustab umbes 40% kuni 100% plasti kogumassist. Plastide põhiomadused määravad peamiselt vaigu omadused, kuid olulist rolli mängivad ka lisandid.
Miks peaks plastikut muutma?
Niinimetatud "plastiline modifikatsioon" tähendab meetodit selle algse jõudluse muutmiseks ja ühe või mitme aspekti parandamiseks, lisades plastvaigule ühte või mitut muud ainet, saavutades seeläbi selle kasutusala laiendamise eesmärgi. Modifitseeritud plastmaterjale nimetatakse ühiselt "modifitseeritud plastiks".
Siiani on plastide keemiatööstuse uurimine ja arendamine sünteesinud tuhandeid polümeermaterjale, millest ainult üle 100 on tööstusliku väärtusega. Üle 90% plastis tavaliselt kasutatavatest vaigumaterjalidest on koondunud viide üldvaiku (PE, PP, PVC, PS, ABS). Praegu on väga raske jätkata suure hulga uute polümeermaterjalide sünteesimist, mis ei ole ökonoomne ega realistlik.
Seetõttu on polümeeride koostise, struktuuri ja jõudluse seoste põhjalik uurimine ning selle põhjal olemasolevate plastide modifitseerimine sobivate uute plastmaterjalide tootmiseks muutunud üheks tõhusaks viisiks plastitööstuse arendamiseks. Ka seksuaalplastitööstus on viimastel aastatel saavutanud märkimisväärset arengut.
Plastist modifitseerimine viitab plastmaterjalide omaduste muutmisele inimeste oodatud suunas füüsikaliste, keemiliste või mõlema meetodi abil või kulude märkimisväärseks vähendamiseks või teatud omaduste parandamiseks või plastidele materjalide uute funktsioonide andmiseks. Modifitseerimisprotsess võib toimuda sünteetilise vaigu polümerisatsiooni ajal, see tähendab, et keemilise modifitseerimise, nagu kopolümerisatsioon, pookimine, ristsidumine jne, võib läbi viia ka sünteetilise vaigu töötlemise ajal, see tähendab füüsikalise modifitseerimise, näiteks täitmine, koos segamine, täiustamine jne.
Millised on plastilise modifitseerimise meetodid?
1. Täidise muutmine (mineraalne täitmine)
Anorgaanilise mineraalse (orgaanilise) pulbri lisamisel tavalisele plastile saab parandada plastmaterjalide jäikust, kõvadust ja kuumuskindlust. Täiteaineid on palju ja nende omadused on äärmiselt keerukad.
Plastmaterjalide roll: parandada plastikutöötlust, parandada füüsikalisi ja keemilisi omadusi, suurendada mahtu ja vähendada kulusid.
Nõuded plastilisanditele:
(1) Keemilised omadused on passiivsed, inertsed ega reageeri vaigu ja muude lisanditega ebasoodsalt;
(2) ei mõjuta plasti veekindlust, keemilist vastupidavust, ilmastikukindlust, kuumakindlust jne;
(3) ei vähenda plasti füüsikalisi omadusi;
(4) saab täita suurtes kogustes;
(5) Suhteline tihedus on väike ja mõjutab toote tihedust vähe.
2. Täiustatud modifikatsioon (klaaskiud / süsinikkiud)
Tugevdusmeetmed: kiuliste materjalide, näiteks klaaskiud ja süsinikkiud, lisamisega.
Täiendav efekt: see võib oluliselt parandada materjali jäikust, tugevust, kõvadust ja kuumuskindlust,
Muudatuse kahjulikud mõjud: Kuid paljud materjalid põhjustavad halva pinna ja madalamat pikenemist purunemisel.
Täiendamise põhimõte:
(1) tugevdatud materjalidel on suurem tugevus ja moodul;
(2) vaigul on palju omaseid suurepäraseid füüsikalisi ja keemilisi (korrosioonikindlus, isolatsioon, kiirgusekindlus, hetkeline kõrge temperatuuri ablatsioonitaluvus jne) ja töötlemise omadusi;
(3) Pärast seda, kui vaik on ühendatud armeerimismaterjaliga, võib armeerimismaterjal parandada vaigu mehaanilisi või muid omadusi ning vaik võib mängida tugevdava materjali sidumise ja koormuse ülekandmise rolli, nii et tugevdatud plast on suurepärased omadused.
3. Karastamise modifikatsioon
Paljud materjalid ei ole piisavalt sitked ja liiga rabedad. Parema sitkusega materjalide või ülipeenete anorgaaniliste materjalide lisamisega saab suurendada materjalide vastupidavust ja madalatel temperatuuridel toimivust.
Pingutusaine: Selleks, et vähendada plastiku rabedust pärast kõvenemist ning parandada selle löögitugevust ja pikenemist, lisati vaigule lisaaine.
Tavaliselt kasutatavad kõvendavad ained - enamasti maleiinanhüdriidi pookimiseks sobiv ühilduv aine:
Etüleen-vinüülatsetaadi kopolümeer (EVA)
Polüolefiini elastomeer (POE)
Klooritud polüetüleen (CPE)
Akrüülnitriil-butadieen-stüreen-kopolümeer (ABS)
Termoplastne stüreenbutadieen-elastomeer (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Leegiaeglusti modifikatsioon (halogeenivaba leegiaeglusteid)
Paljudes tööstusharudes, näiteks elektroonikaseadmetes ja autodes, nõutakse materjalidelt leegiaeglustit, kuid paljudel plasttoorainetel on madal leegiaeglustuvus. Parema leegiaeglustuvuse saab saavutada leegiaeglusteid lisades.
Leegiaeglustid: tuntud ka kui leegiaeglustid, tuleaeglustid või tuleaeglustid, funktsionaalsed lisandid, mis annavad tuleohtlikele polümeeridele leegiaeglusti; enamik neist on VA (fosfor), VIIA (broom, kloor) ja ⅢA (antimon, alumiinium) elementide ühendid.
Leegiaeglustite kategooriasse kuuluvad ka molübdeeniühendid, tinaühendid ja suitsu summutava toimega rauaühendid. Neid kasutatakse peamiselt leegiaeglusteid nõudvate plastide jaoks, et viivitada või takistada plastide, eriti polümeerplastide põletamist. Pange süttimine pikemaks, isekustuvaks ja raskesti süttivaks.
Plastikust leegiaeglustaja klass: HB, V-2, V-1, V-0, 5VB kuni 5VA sammhaaval.
5. Ilmastikukindluse muutmine (vananemisvastane, ultraviolett-, madalatemperatuuriline vastupidavus)
Üldiselt viitab see plastide külmakindlusele madalatel temperatuuridel. Plastidele omase madalatemperatuurilise rabeduse tõttu muutuvad plastid madalatel temperatuuridel rabedaks. Seetõttu on paljudel madalatemperatuurilises keskkonnas kasutatavatel plasttootetel nõutav külmakindlus.
Ilmastikukindlus: viitab mitmetele vananemisnähtustele, nagu pleegitamine, värvimuutus, pragunemine, kriit ja plasttoodete tugevuse vähenemine välistingimuste, näiteks päikesevalguse, temperatuurimuutuste, tuule ja vihma mõjul. Ultraviolettkiirgus on plastiku vananemist soodustav võtmetegur.
6. Modifitseeritud sulam
Plastisulam on füüsikalise segamise või keemilise pookimise ja kopolümeriseerimise meetodite kasutamine kahe või enama materjali valmistamiseks suure jõudlusega, funktsionaalseks ja spetsiaalseks uueks materjaliks, et parandada ühe materjali jõudlust või millel on mõlemad Materjali omaduste eesmärk. See võib parandada või parandada olemasolevate plastide jõudlust ja vähendada kulusid.
Üldised plastisulamid: näiteks PVC, PE, PP, PS sulamid on laialt kasutusel ja tootmistehnoloogia on üldiselt valdatud.
Insenertehniline plastisulam: viitab insenerplastide (vaik) segule, mis hõlmab peamiselt PC, PBT, PA, POM (polüoksümetüleen), PPO, PTFE (polütetrafluoroetüleen) ja muude insenerplastide segamissüsteemi põhikorpusena ja ABS vaiku modifitseeritud materjalid.
PC / ABS sulamite kasutamise kasvukiirus on plasti valdkonnas esirinnas. Praegu on PC / ABS legeerimise uurimine muutunud polümeerisulamite uurimispunktiks.
7. Tsirkooniumfosfaadiga modifitseeritud plast
1) polüpropüleenist PP / orgaaniliselt modifitseeritud tsirkooniumfosfaadi OZrP komposiidi valmistamine sulamismeetodil ja selle rakendamine insenerplastides
Kõigepealt reageeritakse oktadetsüüldimetüül-tertsiaarne amiin (DMA) a-tsirkooniumfosfaadiga, saades orgaaniliselt modifitseeritud tsirkooniumfosfaadi (OZrP), ja seejärel sulatatakse OZrP polüpropüleeniga (PP), et valmistada PP / OZrP komposiidid. Kui lisada OZrP, mille massiosa on 3%, saab PP / OZrP komposiidi tõmbetugevust, löögitugevust ja paindetugevust suurendada vastavalt 18, 2%, 62, 5% ja 11, 3%, võrreldes puhta PP materjaliga. Oluliselt paraneb ka termiline stabiilsus. Seda seetõttu, et DMA üks ots interakteerub anorgaaniliste ainetega, moodustades keemilise sideme, ja pika ahela teine ots on komposiidi tõmbetugevuse suurendamiseks füüsiliselt seotud PP molekulaarahelaga. Paranenud löögitugevus ja termiline stabiilsus on tingitud tsirkooniumfosfaadist indutseeritud PP-st kristallide tootmiseks. Teiseks suurendab modifitseeritud PP ja tsirkooniumfosfaadi kihtide vastasmõju tsirkooniumfosfaadi kihtide vahekaugust ja paremat dispersiooni, mille tulemuseks on suurem paindetugevus. See tehnoloogia aitab parandada insenerplastide jõudlust.
2) Polüvinüülalkohol / α-tsirkooniumfosfaadi nanokomposiit ja selle kasutamine leegiaeglustavates materjalides
Polüvinüülalkoholi / a-tsirkooniumfosfaadi nanokomposiite saab kasutada peamiselt leegiaeglusteid valmistavate materjalide valmistamiseks. viis on:
① Esiteks kasutatakse α-tsirkooniumfosfaadi valmistamiseks tagasijooksumeetodit.
TheVedeliku ja tahke aine suhte 100 ml / g kohaselt võtke kvantitatiivne α-tsirkooniumfosfaadi pulber ja dispergeerige see deioniseeritud vees, lisage toatemperatuuril magnetiliselt segades tilkhaaval etüülamiini vesilahus, seejärel lisage kvantitatiivne dietanoolamiin ja ravige ultraheliga ZrP valmistamiseks. -OH vesilahus.
③Lahustage 5% lahuse saamiseks teatud kogus polüvinüülalkoholi (PVA) 90 ℃ deioniseeritud vees, lisage kvantitatiivne ZrP-OH vesilahus, jätkake segamist 6–10 tundi, lahus jahutatakse ja valatakse vormi. toatemperatuuril õhukuiv. Võib moodustada umbes 0,15 mm õhukese kile.
ZrP-OH lisamine vähendab oluliselt PVA algset lagunemistemperatuuri ja aitab samal ajal soodustada PVA lagunemissaaduste karboniseerumisreaktsiooni. Seda seetõttu, et ZrP-OH lagunemisel tekkiv polüanioon toimib prootonhappekohana, et soodustada PVA happerühma nihkumisreaktsiooni Norrish II reaktsiooni kaudu. PVA laguproduktide karboniseerimisreaktsioon parandab süsinikukihi oksüdatsioonikindlust, parandades seeläbi komposiitmaterjali leegiaeglusteid.
3) Polüvinüülalkohol (PVA) / oksüdeeritud tärklis / α-tsirkooniumfosfaadi nanokomposiit ja selle roll mehaaniliste omaduste parandamisel
Z-tsirkooniumfosfaat sünteesiti sooli-geeli tagasijooksu meetodil, modifitseeriti orgaaniliselt n-butüülamiiniga ning PVA / a-ZrP nanokomposiidi saamiseks segati OZrP ja PVA. Parandage tõhusalt komposiitmaterjali mehaanilisi omadusi. Kui PVA maatriks sisaldab 0,8 massiprotsenti α-ZrP, suureneb komposiitmaterjali tõmbetugevus ja murdepikendus vastavalt 17,3% ja 26. Võrreldes puhta PVA-ga. 6%. Seda seetõttu, et α-ZrP hüdroksüül võib tekitada tärklise molekulaarse hüdroksüüliga tugeva vesiniksideme, mis viib mehaaniliste omaduste paranemiseni. Samal ajal paraneb oluliselt ka termiline stabiilsus.
4) Polüstüreen / orgaaniline modifitseeritud tsirkooniumfosfaat komposiitmaterjal ja selle kasutamine nanokomposiitmaterjalide töötlemisel kõrgel temperatuuril
α-tsirkooniumfosfaat (α-ZrP) on eelnevalt metüülamiiniga (MA) toestatud, et saada MA-ZrP lahus, seejärel lisatakse sünteesitud p-klorometüülstüreeni (DMA-CMS) lahus MA-ZrP lahusele ja segatakse toatemperatuuril 2 päeva, produkt filtritakse, tahkeid aineid pestakse destilleeritud veega kloori tuvastamiseks ja kuivatatakse vaakumis temperatuuril 80 ℃ 24 tundi. Lõpuks valmistatakse komposiit masspolümerisatsiooni teel. Mahulise polümerisatsiooni käigus satub osa stüreenist tsirkooniumfosfaatlaminaatide vahele ja toimub polümerisatsioonireaktsioon. Toote termiline stabiilsus on märkimisväärselt paranenud, ühilduvus polümeerkerega on parem ja see võib vastata nanokomposiitmaterjalide kõrgel temperatuuril töötlemise nõuetele.
