Le plastique est un matériau à haute teneur en polymère comme composant principal. Il est composé de résine synthétique et de charges, plastifiants, stabilisants, lubrifiants, pigments et autres additifs. Il est dans un état fluide pendant la fabrication et le traitement pour faciliter la modélisation.Il présente une forme solide lorsque le traitement est terminé.
Le principal composant du plastique est la résine synthétique. Les résines sont à l'origine nommées d'après les lipides sécrétés par les animaux et les plantes, comme la colophane, la gomme laque, etc. Les résines synthétiques (parfois simplement appelées «résines») désignent des polymères qui n'ont pas été mélangés avec divers additifs. La résine représente environ 40% à 100% du poids total du plastique. Les propriétés de base des plastiques sont principalement déterminées par les propriétés de la résine, mais les additifs jouent également un rôle important.
Pourquoi le plastique devrait-il être modifié?
La soi-disant «modification plastique» fait référence au procédé consistant à modifier ses performances d'origine et à améliorer un ou plusieurs aspects en ajoutant une ou plusieurs autres substances à la résine plastique, atteignant ainsi l'objectif d'élargir son champ d'application. Les matières plastiques modifiées sont collectivement appelées «plastiques modifiés».
Jusqu'à présent, la recherche et le développement de l'industrie chimique des plastiques a synthétisé des milliers de matériaux polymères, dont seulement plus de 100 ont une valeur industrielle. Plus de 90% des matériaux résineux couramment utilisés dans les plastiques sont concentrés dans les cinq résines générales (PE, PP, PVC, PS, ABS) À l'heure actuelle, il est très difficile de continuer à synthétiser un grand nombre de nouveaux matériaux polymères, qui n'est ni économique ni réaliste.
Par conséquent, une étude approfondie de la relation entre la composition, la structure et les performances des polymères, et la modification des plastiques existants sur cette base, pour produire de nouvelles matières plastiques appropriées, est devenue l'un des moyens efficaces de développer l'industrie des plastiques. L'industrie des plastiques sexuels a également connu un développement considérable ces dernières années.
La modification plastique fait référence à la modification des propriétés des matières plastiques dans la direction attendue par les personnes par des méthodes physiques, chimiques ou les deux, ou à réduire considérablement les coûts, ou à améliorer certaines propriétés, ou à donner aux plastiques de nouvelles fonctions des matériaux. Le processus de modification peut se produire pendant la polymérisation de la résine synthétique, c'est-à-dire qu'une modification chimique, telle qu'une copolymérisation, un greffage, une réticulation, etc., peut également être effectuée pendant le traitement de la résine synthétique, c'est-à-dire une modification physique, telle que remplissage, co-mélange, mise en valeur, etc.
Quelles sont les méthodes de modification plastique?
1. Modification de remplissage (remplissage minéral)
En ajoutant de la poudre minérale minérale (organique) aux plastiques ordinaires, la rigidité, la dureté et la résistance à la chaleur des matières plastiques peuvent être améliorées. Il existe de nombreux types de charges et leurs propriétés sont extrêmement complexes.
Le rôle des charges plastiques: améliorer les performances de traitement du plastique, améliorer les propriétés physiques et chimiques, augmenter le volume et réduire les coûts.
Exigences relatives aux additifs plastiques:
(1) Les propriétés chimiques sont inactives, inertes et ne réagissent pas négativement avec la résine et d'autres additifs;
(2) n'affecte pas la résistance à l'eau, la résistance chimique, la résistance aux intempéries, la résistance à la chaleur, etc. du plastique;
(3) Ne réduit pas les propriétés physiques du plastique;
(4) Peut être rempli en grandes quantités;
(5) La densité relative est petite et a peu d'effet sur la densité du produit.
2. Modification améliorée (fibre de verre / fibre de carbone)
Mesures de renforcement: en ajoutant des matériaux fibreux tels que la fibre de verre et la fibre de carbone.
Effet d'amélioration: il peut améliorer considérablement la rigidité, la résistance, la dureté et la résistance à la chaleur du matériau,
Effets indésirables de la modification: Mais de nombreux matériaux entraîneront une mauvaise surface et un allongement moindre à la rupture.
Principe d'amélioration:
(1) Les matériaux renforcés ont une résistance et un module plus élevés;
(2) La résine possède de nombreuses excellentes propriétés physiques et chimiques (résistance à la corrosion, isolation, résistance aux radiations, résistance instantanée à l'ablation à haute température, etc.) et de traitement;
(3) Une fois que la résine est mélangée avec le matériau de renforcement, le matériau de renforcement peut améliorer les propriétés mécaniques ou autres de la résine, et la résine peut jouer le rôle de liaison et de transfert de charge au matériau de renforcement, de sorte que le plastique renforcé a excellentes propriétés.
3. Modification de durcissement
De nombreux matériaux ne sont pas assez résistants et trop cassants. En ajoutant des matériaux avec une meilleure ténacité ou des matériaux inorganiques ultrafins, la ténacité et les performances à basse température des matériaux peuvent être augmentées.
Agent de durcissement: Afin de réduire la fragilité du plastique après durcissement et d'améliorer sa résistance aux chocs et son allongement, un additif a été ajouté à la résine.
Agents de durcissement couramment utilisés - principalement un compatibilisant de greffe d'anhydride maléique:
Copolymère éthylène-acétate de vinyle (EVA)
Élastomère polyoléfinique (POE)
Polyéthylène chloré (CPE)
Copolymère acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS)
Élastomère thermoplastique styrène-butadiène (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Modification ignifuge (ignifuge sans halogène)
Dans de nombreuses industries telles que les appareils électroniques et les automobiles, les matériaux doivent avoir un caractère ignifuge, mais de nombreuses matières premières plastiques ont un faible pouvoir ignifuge. Une ignifugation améliorée peut être obtenue en ajoutant des retardateurs de flamme.
Ignifugeants: également connus sous le nom de retardateurs de flamme, ignifuges ou ignifuges, additifs fonctionnels qui confèrent un caractère ignifuge aux polymères inflammables; la plupart d'entre eux sont des éléments VA (phosphore), VIIA (brome, chlore) et composés d'éléments ⅢA (antimoine, aluminium).
Les composés de molybdène, les composés d'étain et les composés de fer ayant des effets de suppression de fumée appartiennent également à la catégorie des retardateurs de flamme. Ils sont principalement utilisés pour les plastiques avec des exigences ignifuges pour retarder ou empêcher la combustion des plastiques, en particulier des plastiques polymères. Rendez-le plus long pour s'enflammer, auto-extinguible et difficile à allumer.
Qualité ignifuge en plastique: de HB, V-2, V-1, V-0, 5VB à 5VA étape par étape.
5. Modification de la résistance aux intempéries (anti-vieillissement, anti-ultraviolet, résistance à basse température)
Fait généralement référence à la résistance au froid des plastiques à basse température. En raison de la fragilité inhérente à basse température des plastiques, les plastiques deviennent cassants à basse température. Par conséquent, de nombreux produits en plastique utilisés dans des environnements à basse température doivent généralement avoir une résistance au froid.
Résistance aux intempéries: fait référence à une série de phénomènes de vieillissement tels que la décoloration, la décoloration, la fissuration, le farinage et la réduction de la résistance des produits en plastique en raison de l'influence de conditions externes telles que la lumière du soleil, les changements de température, le vent et la pluie. Le rayonnement ultraviolet est un facteur clé pour favoriser le vieillissement du plastique.
6. Alliage modifié
L'alliage de plastique est l'utilisation de procédés de mélange physique ou de greffage chimique et de copolymérisation pour préparer deux ou plusieurs matériaux en un nouveau matériau haute performance, fonctionnel et spécialisé afin d'améliorer les performances d'un matériau ou avoir les deux Le but des propriétés du matériau. Il peut améliorer ou améliorer les performances des plastiques existants et réduire les coûts.
Les alliages plastiques généraux: tels que les alliages PVC, PE, PP, PS sont largement utilisés et la technologie de production est généralement maîtrisée.
Alliage de plastique technique: fait référence au mélange de plastiques techniques (résine), y compris principalement le système de mélange avec PC, PBT, PA, POM (polyoxyméthylène), PPO, PTFE (polytétrafluoroéthylène) et autres plastiques techniques comme corps principal, et résine ABS matériaux modifiés.
Le taux de croissance de l'utilisation des alliages PC / ABS est à la pointe du domaine des plastiques. À l'heure actuelle, la recherche sur l'alliage PC / ABS est devenue un point chaud de la recherche sur les alliages polymères.
7. Plastique modifié au phosphate de zirconium
1) Préparation du composite polypropylène PP / phosphate de zirconium modifié organique OZrP par procédé de mélange à l'état fondu et son application dans les plastiques techniques
Tout d'abord, l'octadécyl diméthyl tertiaire amine (DMA) est mis à réagir avec du phosphate de α-zirconium pour obtenir du phosphate de zirconium organiquement modifié (OZrP), puis l'OZrP est mélangé à l'état fondu avec du polypropylène (PP) pour préparer des composites PP / OZrP. Lorsque de l'OZrP avec une fraction massique de 3% est ajouté, la résistance à la traction, la résistance aux chocs et la résistance à la flexion du composite PP / OZrP peuvent être augmentées de 18,2%, 62,5% et 11,3%, respectivement, par rapport au matériau PP pur. La stabilité thermique est également considérablement améliorée. En effet, une extrémité du DMA interagit avec des substances inorganiques pour former une liaison chimique, et l'autre extrémité de la longue chaîne est physiquement enchevêtrée avec la chaîne moléculaire PP pour augmenter la résistance à la traction du composite. La résistance aux chocs et la stabilité thermique améliorées sont dues au PP induit par le phosphate de zirconium pour produire des cristaux β. Deuxièmement, l'interaction entre le PP modifié et les couches de phosphate de zirconium augmente la distance entre les couches de phosphate de zirconium et une meilleure dispersion, résultant en une résistance à la flexion accrue. Cette technologie contribue à améliorer les performances des plastiques techniques.
2) Nanocomposite d'alcool polyvinylique / phosphate d'α-zirconium et son application dans les matériaux ignifuges
Les nanocomposites d'alcool polyvinylique / phosphate d'α-zirconium peuvent être principalement utilisés pour la préparation de matériaux ignifuges. le chemin est:
① Premièrement, la méthode du reflux est utilisée pour préparer le phosphate d'α-zirconium.
②Selon le rapport liquide-solide de 100 ml / g, prélever de la poudre de phosphate d'α-zirconium quantitative et la disperser dans de l'eau déminéralisée, ajouter goutte à goutte une solution aqueuse d'éthylamine sous agitation magnétique à température ambiante, puis ajouter de la diéthanolamine quantitative et traiter par ultrasons pour préparer ZrP -Solution aqueuse d'OH.
③Dissoudre une certaine quantité d'alcool polyvinylique (PVA) dans de l'eau désionisée à 90 ℃ pour faire une solution à 5%, ajouter une solution aqueuse quantitative de ZrP-OH, continuer à agiter pendant 6 à 10 heures, refroidir la solution et la verser dans le moule pour sécher à l'air à température ambiante, un film mince d'environ 0,15 mm peut être formé.
L'addition de ZrP-OH réduit considérablement la température de dégradation initiale du PVA, et en même temps contribue à favoriser la réaction de carbonisation des produits de dégradation du PVA. En effet, le polyanion généré lors de la dégradation de ZrP-OH agit comme un site acide protonique pour favoriser la réaction de cisaillement du groupe acide PVA à travers la réaction Norrish II. La réaction de carbonisation des produits de dégradation du PVA améliore la résistance à l'oxydation de la couche de carbone, améliorant ainsi les performances ignifuges du matériau composite.
3) Nanocomposite d'alcool polyvinylique (PVA) / amidon oxydé / phosphate d'α-zirconium et son rôle dans l'amélioration des propriétés mécaniques
Le phosphate de Α-zirconium a été synthétisé par un procédé de reflux sol-gel, modifié organiquement avec de la n-butylamine, et OZrP et PVA ont été mélangés pour préparer un nanocomposite PVA / α-ZrP. Améliorez efficacement les propriétés mécaniques du matériau composite. Lorsque la matrice PVA contient 0,8% en masse d'a-ZrP, la résistance à la traction et l'allongement à la rupture du matériau composite sont augmentés respectivement de 17,3% et 26. Par rapport au PVA pur. 6%. En effet, l'hydroxyle α-ZrP peut produire une forte liaison hydrogène avec l'hydroxyle moléculaire d'amidon, ce qui conduit à des propriétés mécaniques améliorées. Dans le même temps, la stabilité thermique est également considérablement améliorée.
4) Polystyrène / matériau composite de phosphate de zirconium modifié organique et son application dans les matériaux nanocomposites de traitement à haute température
Le phosphate d'α-zirconium (α-ZrP) est pré-supporté par la méthylamine (MA) pour obtenir la solution MA-ZrP, puis la solution synthétisée de p-chlorométhylstyrène (DMA-CMS) est ajoutée à la solution MA-ZrP et agitée à température ambiante 2 j, le produit est filtré, les solides sont lavés à l'eau distillée pour ne détecter aucun chlore, et séchés sous vide à 80 ℃ pendant 24 h. Enfin, le composite est préparé par polymérisation en masse. Pendant la polymérisation en masse, une partie du styrène pénètre entre les stratifiés de phosphate de zirconium et une réaction de polymérisation se produit. La stabilité thermique du produit est considérablement améliorée, la compatibilité avec le corps polymère est meilleure et il peut répondre aux exigences du traitement à haute température des matériaux nanocomposites.
