1. Tipo de envelhecimento de materiais poliméricos
Materiais poliméricos no processo de processamento, armazenamento e uso, devido à ação abrangente de fatores internos e externos, suas propriedades se deterioram gradualmente, de modo que a perda final do valor de uso, esse fenômeno pertence ao envelhecimento dos materiais poliméricos.
Isso não só causa desperdício de recursos, mas ainda leva a maiores acidentes devido à sua falha funcional, e a decomposição de materiais causada pelo seu envelhecimento também pode poluir o meio ambiente.
Devido a diferentes variedades de polímeros e diferentes condições de uso, existem diferentes fenômenos e características de envelhecimento.Em geral, o envelhecimento dos materiais poliméricos pode ser classificado nos seguintes quatro tipos de alterações:
Mudanças na aparência
Existem manchas, manchas, linhas prateadas, rachaduras, glacê, pó, pilosidade, empenamento, olho de peixe, enrugamento, encolhimento, queimadura, distorção ótica e mudanças na cor ótica.
Mudanças nas propriedades físicas
Incluindo solubilidade, inchaço, propriedades reológicas e resistência ao frio, resistência ao calor, permeabilidade à água, permeabilidade ao ar e outras propriedades de mudança.
Mudanças nas propriedades mecânicas
Resistência à tração, resistência à flexão, resistência ao cisalhamento, resistência ao impacto, alongamento relativo, relaxamento de tensão, etc.
Mudanças nas propriedades elétricas
Tais como resistência de superfície, resistência de volume, constante dielétrica, mudanças de força de ruptura elétrica.
2. Fatores que causam envelhecimento de materiais poliméricos
Porque no processamento de polímeros, o processo de uso será afetado por calor, oxigênio, água, luz, microorganismos e fatores ambientais, como meio químico, a combinação de sua composição química e estrutura pode produzir uma série de mudanças, correspondentes propriedades físicas ruins, como como cabelos duros, quebradiços, pegajosos, descoloração, perda de força e assim por diante, essas mudanças e o fenômeno são chamados de envelhecimento.
O polímero alto sob a ação do calor ou da luz formará moléculas excitadas, quando a energia for alta o suficiente, a cadeia molecular se romperá para formar radicais livres, os radicais livres podem formar uma reação em cadeia dentro do polímero, continuar a causar degradação, também pode causar reticulação.
Se oxigênio ou ozônio estiver presente no ambiente, uma série de reações de oxidação pode ser induzida para formar hidroperóxidos (ROOH), que podem ser posteriormente decompostos em grupos carbonila.
Se houver íons metálicos catalisadores residuais no polímero, ou íons metálicos como cobre, ferro, manganês e cobalto forem introduzidos no polímero durante o processamento e uso, a reação de oxidação e degradação do polímero será acelerada.
3. Métodos de antienvelhecimento de materiais poliméricos
Atualmente, os principais métodos para melhorar e aumentar as propriedades antienvelhecimento dos materiais poliméricos são os seguintes:
O envelhecimento dos materiais poliméricos, especialmente o envelhecimento por fotooxigênio, começa primeiro na superfície do material ou produto, manifestando-se como descoloração, pó, rachaduras, declínio do brilho e depois gradualmente para o interior.
Os produtos finos têm maior probabilidade de falhar mais cedo do que os produtos espessos, portanto, a vida útil dos produtos pode ser estendida por produtos espessantes.
Para produtos fáceis de envelhecer, pode ser revestido na superfície ou revestido com uma camada de revestimento de boa resistência às intempéries, ou na camada externa da camada composta do produto de material de boa resistência às intempéries, de modo que a superfície do produto anexada a uma camada de camada protetora, de modo a retardar o processo de envelhecimento.
No processo de síntese ou preparação, muitos materiais também apresentam problemas de envelhecimento.Por exemplo, o efeito do calor no processo de polimerização, o envelhecimento térmico do oxigênio no processo de processamento e assim por diante.Consequentemente, o efeito do oxigênio pode ser mitigado adicionando dispositivos de desoxigenação ou dispositivos de vácuo no processo de polimerização ou processamento.
No entanto, este método só pode garantir o desempenho do material na fábrica, e este método só pode ser implementado a partir da origem da preparação do material, não conseguindo resolver o seu problema de envelhecimento no processo de reprocessamento e utilização.
Existem grupos que são muito fáceis de envelhecer na estrutura molecular de muitos materiais poliméricos, portanto, através do design da estrutura molecular dos materiais, a substituição de grupos que não são fáceis de envelhecer por grupos fáceis de envelhecer geralmente pode ter um bom efeito.
Ou a introdução de grupos funcionais ou estruturas com efeito antienvelhecimento na cadeia molecular do polímero pelo método de enxertia ou copolimerização, dotando o próprio material de excelente função antienvelhecimento, também é um método bastante utilizado pelos pesquisadores, mas o custo é alto, e não pode alcançar produção e aplicação em grande escala.
Atualmente, a maneira eficaz e o método comum para melhorar a resistência ao envelhecimento dos materiais poliméricos é adicionar aditivos antienvelhecimento, que são amplamente utilizados devido ao seu baixo custo e à necessidade de alterar o processo de produção existente.Existem duas maneiras principais de adicionar esses aditivos antienvelhecimento:
Adição direta de aditivos: aditivos antienvelhecimento (pó ou líquido) e resina e outras matérias-primas são diretamente misturados e agitados após granulação por extrusão ou moldagem por injeção, etc. fábricas de moldagem por injeção.
Método de adição de masterbatch antienvelhecimento: Em fabricantes com requisitos mais altos de qualidade e estabilidade de qualidade do produto, é mais comum adicionar masterbatch antienvelhecimento na produção.
O masterbatch antienvelhecimento é uma resina adequada como transportador, misturado com uma variedade de aditivos antienvelhecimento eficazes e, em seguida, através da granulação de coextrusão de extrusora de parafuso duplo, suas vantagens de aplicação residem em aditivos antienvelhecimento no processo de preparação dos primeiros implementos do masterbatch o disperso, tão tarde no processo de processamento de material, agente antienvelhecimento obtém dispersão secundária, para atingir o objetivo de dispersão uniforme de auxiliares na matriz de material polimérico, não apenas para garantir a qualidade da estabilidade do produto, mas também para evitar poluição de poeira durante a produção, tornando a produção mais verde e proteção ambiental.
Horário da postagem: 17 de agosto de 2022