Les matériaux polymères sont maintenant largement utilisés dans la fabrication haut de gamme, l'information électronique, le transport, l'économie d'énergie des bâtiments, l'aérospatiale, la défense nationale et de nombreux autres domaines en raison de leurs excellentes propriétés telles que la légèreté, la haute résistance, la résistance à la température et la résistance à la corrosion.Cela fournit non seulement un large espace de marché pour l'industrie des nouveaux matériaux polymères, mais met également en avant des exigences plus élevées pour ses performances de qualité, son niveau de fiabilité et sa capacité de garantie.
Par conséquent, la façon de maximiser la fonction des produits en matériaux polymères conformément au principe d'économie d'énergie, de faible émission de carbone et de développement écologique retient de plus en plus l'attention.Et le vieillissement est un facteur important qui affecte la fiabilité et la durabilité des matériaux polymères.
Ensuite, nous examinerons ce qu'est le vieillissement des matériaux polymères, les types de vieillissement, les facteurs provoquant le vieillissement, les principales méthodes d'anti-vieillissement et l'anti-vieillissement de cinq plastiques généraux.
A. Vieillissement plastique
Les caractéristiques structurelles et l'état physique des matériaux polymères eux-mêmes et leurs facteurs externes tels que la chaleur, la lumière, l'oxygène thermique, l'ozone, l'eau, les acides, les alcalis, les bactéries et les enzymes en cours d'utilisation les exposent à une dégradation ou à une perte de performances dans le processus de candidature.
Cela entraîne non seulement un gaspillage de ressources, et peut même provoquer des accidents plus importants en raison de sa défaillance fonctionnelle, mais également la décomposition du matériau causée par son vieillissement peut également polluer l'environnement.
Le vieillissement des matériaux polymères en cours d'utilisation est plus susceptible de provoquer de grandes catastrophes et des pertes irréparables.
Par conséquent, l'anti-vieillissement des matériaux polymères est devenu un problème que l'industrie des polymères doit résoudre.
B. Types de vieillissement des matériaux polymères
Il existe différents phénomènes et caractéristiques de vieillissement dus aux différentes espèces de polymères et aux différentes conditions d'utilisation.En général, le vieillissement des matériaux polymères peut être classé dans les quatre types de changements suivants.
01 Changements d'apparence
Taches, taches, lignes argentées, fissures, givrage, farinage, adhérence, déformation, yeux de poisson, froissement, rétrécissement, brûlure, distorsion optique et changements de couleur optiques.
02 Modifications des propriétés physiques
Y compris la solubilité, le gonflement, les propriétés rhéologiques et les modifications de la résistance au froid, de la résistance à la chaleur, de la perméabilité à l'eau, de la perméabilité à l'air et d'autres propriétés.
03 Modifications des propriétés mécaniques
Changements dans la résistance à la traction, la résistance à la flexion, la résistance au cisaillement, la résistance aux chocs, l'allongement relatif, la relaxation des contraintes et d'autres propriétés.
04 Modifications des propriétés électriques
Tels que la résistance de surface, la résistance de volume, la constante diélectrique, la résistance au claquage électrique et d'autres changements.
C. Analyse microscopique du vieillissement des matériaux polymères
Les polymères forment des états excités de molécules en présence de chaleur ou de lumière, et lorsque l'énergie est suffisamment élevée, les chaînes moléculaires se cassent pour former des radicaux libres, qui peuvent former des réactions en chaîne dans le polymère et continuer à initier une dégradation et peuvent également provoquer des réactions croisées. mise en relation.
Si de l'oxygène ou de l'ozone est présent dans l'environnement, une série de réactions d'oxydation sont également induites, formant des hydroperoxydes (ROOH) et se décomposant davantage en groupes carbonyle.
Si des ions métalliques catalyseurs résiduels sont présents dans le polymère, ou si des ions métalliques tels que le cuivre, le fer, le manganèse et le cobalt sont introduits pendant le traitement ou l'utilisation, la réaction de dégradation oxydative du polymère sera accélérée.
D. La principale méthode pour améliorer les performances anti-âge
À l'heure actuelle, il existe quatre méthodes principales pour améliorer et renforcer les performances anti-vieillissement des matériaux polymères comme suit.
01 Protection physique (épaississement, peinture, composé de couche extérieure, etc.)
Le vieillissement des matériaux polymères, en particulier le vieillissement photo-oxydant, commence à partir de la surface des matériaux ou des produits, qui se manifeste par une décoloration, un farinage, une fissuration, une diminution de la brillance, etc., puis s'enfonce progressivement vers l'intérieur.Les produits minces sont plus susceptibles de tomber en panne plus tôt que les produits épais, de sorte que la durée de vie des produits peut être prolongée en épaississant les produits.
Pour les produits sujets au vieillissement, une couche de revêtement résistant aux intempéries peut être appliquée ou enduite sur la surface, ou une couche de matériau résistant aux intempéries peut être composée sur la couche externe des produits, de sorte qu'une couche protectrice puisse être attachée à la surface des produits pour ralentir le processus de vieillissement.
02 Amélioration de la technologie de traitement
De nombreux matériaux dans le processus de synthèse ou de préparation, se pose également le problème du vieillissement.Par exemple, l'influence de la chaleur pendant la polymérisation, le vieillissement thermique et à l'oxygène pendant le traitement, etc. Ensuite, l'influence de l'oxygène peut être ralentie en ajoutant un dispositif de désaération ou un dispositif à vide pendant la polymérisation ou le traitement.
Cependant, ce procédé ne peut garantir les performances du matériau qu'en usine, et ce procédé ne peut être mis en oeuvre qu'à partir de la source de préparation du matériau, et ne peut résoudre son problème de vieillissement lors du retraitement et de l'utilisation.
03 Conception structurelle ou modification des matériaux
De nombreux matériaux macromoléculaires ont des groupes vieillissants dans la structure moléculaire, donc grâce à la conception de la structure moléculaire du matériau, le remplacement des groupes vieillissants par les groupes non vieillissants peut souvent jouer un bon effet.
04 Ajout d'additifs anti-âge
À l'heure actuelle, le moyen efficace et la méthode courante pour améliorer la résistance au vieillissement des matériaux polymères consistent à ajouter des additifs anti-vieillissement, qui sont largement utilisés en raison du faible coût et de la nécessité de modifier le processus de production existant.Il existe deux manières principales d'ajouter ces additifs anti-âge.
Les additifs anti-âge (poudre ou liquide) et la résine et autres matières premières directement mélangées et mélangées après la granulation par extrusion ou le moulage par injection, etc. usines de moulage par injection.
Heure de publication : 26 octobre 2022