Το πλαστικό είναι ένα υλικό με υψηλό πολυμερές ως κύριο συστατικό. Αποτελείται από συνθετική ρητίνη και πληρωτικά, πλαστικοποιητές, σταθεροποιητές, λιπαντικά, χρωστικές ουσίες και άλλα πρόσθετα. Είναι σε ρευστή κατάσταση κατά την κατασκευή και την επεξεργασία για να διευκολύνει τη μοντελοποίηση, παρουσιάζει ένα συμπαγές σχήμα όταν ολοκληρωθεί η επεξεργασία.
Το κύριο συστατικό του πλαστικού είναι η συνθετική ρητίνη. Οι ρητίνες αρχικά ονομάζονται από λιπίδια που εκκρίνονται από ζώα και φυτά, όπως κολοφώνιο, κέλυφος κ.λπ. Οι συνθετικές ρητίνες (μερικές φορές απλά αναφέρονται ως "ρητίνες") αναφέρονται σε πολυμερή που δεν έχουν αναμιχθεί με διάφορα πρόσθετα. Η ρητίνη αντιπροσωπεύει περίπου 40% έως 100% του συνολικού βάρους του πλαστικού. Οι βασικές ιδιότητες των πλαστικών καθορίζονται κυρίως από τις ιδιότητες της ρητίνης, αλλά τα πρόσθετα παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο.
Γιατί πρέπει να τροποποιηθεί το πλαστικό;
Η λεγόμενη «πλαστική τροποποίηση» αναφέρεται στη μέθοδο αλλαγής της αρχικής απόδοσής της και στη βελτίωση μίας ή περισσοτέρων πτυχών προσθέτοντας μία ή περισσότερες άλλες ουσίες στην πλαστική ρητίνη, επιτυγχάνοντας έτσι τον σκοπό επέκτασης του πεδίου εφαρμογής της. Τα τροποποιημένα πλαστικά υλικά αναφέρονται συλλογικά ως "τροποποιημένα πλαστικά".
Μέχρι τώρα, η έρευνα και η ανάπτυξη της χημικής βιομηχανίας πλαστικών έχει συνθέσει χιλιάδες πολυμερή υλικά, εκ των οποίων μόνο περισσότερα από 100 έχουν βιομηχανική αξία. Περισσότερο από το 90% των υλικών ρητίνης που χρησιμοποιούνται συνήθως στα πλαστικά συγκεντρώνονται στις πέντε γενικές ρητίνες (PE, PP, PVC, PS, ABS) Προς το παρόν, είναι πολύ δύσκολο να συνεχίσουμε να συνθέτουμε μεγάλο αριθμό νέων πολυμερών υλικών, τα οποία δεν είναι ούτε οικονομικό ούτε ρεαλιστικό.
Επομένως, η εις βάθος μελέτη της σχέσης μεταξύ της σύνθεσης, της δομής και της απόδοσης του πολυμερούς και της τροποποίησης των υπαρχόντων πλαστικών σε αυτή τη βάση, για την παραγωγή κατάλληλων νέων πλαστικών υλικών, έχει γίνει ένας από τους αποτελεσματικούς τρόπους ανάπτυξης της βιομηχανίας πλαστικών. Η βιομηχανία σεξουαλικών πλαστικών σημείωσε επίσης σημαντική ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια.
Η πλαστική τροποποίηση αναφέρεται στην αλλαγή των ιδιοτήτων των πλαστικών υλικών προς την κατεύθυνση που αναμένεται από τους ανθρώπους μέσω φυσικών, χημικών ή και των δύο μεθόδων, ή στη σημαντική μείωση του κόστους, ή στη βελτίωση ορισμένων ιδιοτήτων, ή στην παροχή πλαστικών Νέες λειτουργίες υλικών. Η διαδικασία τροποποίησης μπορεί να συμβεί κατά τον πολυμερισμό της συνθετικής ρητίνης, δηλαδή, χημική τροποποίηση, όπως συμπολυμερισμός, εμβολιασμός, διασταύρωση κ.λπ., μπορεί επίσης να διεξαχθεί κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας της συνθετικής ρητίνης, δηλαδή, φυσική τροποποίηση, όπως γέμιση, συν-ανάμιξη, βελτίωση κ.λπ.
Ποιες είναι οι μέθοδοι πλαστικής τροποποίησης;
1. Τροποποίηση πλήρωσης (πλήρωση ορυκτών)
Προσθέτοντας ανόργανη ανόργανη (οργανική) σκόνη σε συνηθισμένα πλαστικά, μπορεί να βελτιωθεί η ακαμψία, η σκληρότητα και η αντοχή στη θερμότητα πλαστικών υλικών. Υπάρχουν πολλοί τύποι πληρωτικών και οι ιδιότητές τους είναι εξαιρετικά περίπλοκες.
Ο ρόλος των πλαστικών πληρωτικών: βελτίωση της απόδοσης επεξεργασίας πλαστικών, βελτίωση των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων, αύξηση του όγκου και μείωση του κόστους.
Απαιτήσεις για πλαστικά πρόσθετα:
(1) Οι χημικές ιδιότητες είναι ανενεργές, αδρανείς και δεν αντιδρούν δυσμενώς με ρητίνη και άλλα πρόσθετα.
(2) Δεν επηρεάζει την αντοχή στο νερό, τη χημική αντίσταση, την αντοχή στις καιρικές συνθήκες, τη θερμότητα, κ.λπ. του πλαστικού.
(3) Δεν μειώνει τις φυσικές ιδιότητες του πλαστικού.
(4) Μπορεί να γεμίσει σε μεγάλες ποσότητες.
(5) Η σχετική πυκνότητα είναι μικρή και έχει μικρή επίδραση στην πυκνότητα του προϊόντος.
2. Βελτιωμένη τροποποίηση (ίνες γυαλιού / ίνες άνθρακα)
Μέτρα ενίσχυσης: προσθέτοντας ινώδη υλικά όπως ίνες γυαλιού και ίνες άνθρακα.
Ενίσχυση: μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ακαμψία, την αντοχή, τη σκληρότητα και τη θερμική αντίσταση του υλικού,
Ανεπιθύμητες ενέργειες της τροποποίησης: Αλλά πολλά υλικά θα προκαλέσουν κακή επιφάνεια και χαμηλότερη επιμήκυνση κατά το σπάσιμο.
Αρχή βελτίωσης:
(1) Τα ενισχυμένα υλικά έχουν μεγαλύτερη αντοχή και συντελεστή.
(2) Η ρητίνη έχει πολλές εγγενείς εξαιρετικές φυσικές και χημικές ουσίες (αντοχή στη διάβρωση, μόνωση, αντίσταση στην ακτινοβολία, στιγμιαία αντίσταση κατάλυσης υψηλής θερμοκρασίας κ.λπ.) και ιδιότητες επεξεργασίας.
(3) Αφού η ρητίνη συμπυκνωθεί με το ενισχυτικό υλικό, το ενισχυτικό υλικό μπορεί να βελτιώσει τις μηχανικές ή άλλες ιδιότητες της ρητίνης και η ρητίνη μπορεί να παίξει το ρόλο σύνδεσης και μεταφοράς φορτίου στο ενισχυτικό υλικό, έτσι ώστε το ενισχυμένο πλαστικό να έχει εξαιρετικές ιδιότητες.
3. Τροποποίηση σκλήρυνσης
Πολλά υλικά δεν είναι αρκετά σκληρά και πολύ εύθραυστα. Προσθέτοντας υλικά με μεγαλύτερη αντοχή ή εξαιρετικά λεπτά ανόργανα υλικά, η ανθεκτικότητα και η απόδοση χαμηλής θερμοκρασίας των υλικών μπορούν να αυξηθούν.
Παράγοντας σκλήρυνσης: Προκειμένου να μειωθεί η ευθραυστότητα του πλαστικού μετά τη σκλήρυνση και να βελτιωθεί η αντοχή και η επιμήκυνση της πρόσκρουσης, προστίθεται ένα πρόσθετο στη ρητίνη.
Συνήθως χρησιμοποιούμενοι παράγοντες σκλήρυνσης - ως επί το πλείστον συμβατότης εμβολιασμού μηλεϊνικού ανυδρίτη:
Συμπολυμερές αιθυλενίου-οξικού βινυλίου (EVA)
Ελαστομερές πολυολεφίνης (POE)
Χλωριωμένο πολυαιθυλένιο (CPE)
Συμπολυμερές ακρυλονιτριλίου-βουταδιενίου-στυρολίου (ABS)
Θερμοπλαστικό ελαστομερές στυρολίου-βουταδιενίου (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Τροποποίηση επιβραδυντικών φλόγας (επιβραδυντικό φλόγας χωρίς αλογόνο)
Σε πολλές βιομηχανίες όπως ηλεκτρονικές συσκευές και αυτοκίνητα, τα υλικά απαιτείται να έχουν επιβράδυνση φλόγας, αλλά πολλές πρώτες ύλες από πλαστικό έχουν χαμηλή επιβράδυνση φλόγας. Η βελτιωμένη επιβράδυνση της φλόγας μπορεί να επιτευχθεί με την προσθήκη επιβραδυντικών φλόγας.
Επιβραδυντικά φλόγας: επίσης γνωστά ως επιβραδυντικά φλόγας, επιβραδυντικά πυρκαγιάς ή επιβραδυντικά πυρκαγιάς, λειτουργικά πρόσθετα που προσδίδουν επιβράδυνση φλόγας σε εύφλεκτα πολυμερή. τα περισσότερα από αυτά είναι στοιχεία VA (φωσφόρος), VIIA (βρώμιο, χλώριο) και ενώσεις ⅢA (αντιμόνιο, αλουμίνιο).
Οι ενώσεις μολυβδαινίου, οι ενώσεις κασσίτερου και οι ενώσεις σιδήρου με κατασταλτικά αποτελέσματα καπνού ανήκουν επίσης στην κατηγορία επιβραδυντικών φλόγας. Χρησιμοποιούνται κυρίως για πλαστικά με επιβραδυντικές φλόγες απαιτήσεις για να καθυστερήσουν ή να αποτρέψουν το κάψιμο των πλαστικών, ιδίως των πολυμερών πλαστικών. Κάντε περισσότερο χρόνο για να αναφλεγεί, να σβήσει μόνος του και να είναι δύσκολο να αναφλεγεί.
Πλαστικό επιβραδυντικό φλόγας: από HB, V-2, V-1, V-0, 5VB έως 5VA βήμα προς βήμα.
5. Τροποποίηση αντοχής στις καιρικές συνθήκες (αντιγηραντική, αντι-υπεριώδης, αντίσταση χαμηλής θερμοκρασίας)
Γενικά αναφέρεται στην αντοχή των πλαστικών στο κρύο σε χαμηλές θερμοκρασίες. Λόγω της εγγενής ευθραυστότητας των πλαστικών σε χαμηλή θερμοκρασία, τα πλαστικά γίνονται εύθραυστα σε χαμηλές θερμοκρασίες. Επομένως, πολλά πλαστικά προϊόντα που χρησιμοποιούνται σε περιβάλλοντα χαμηλής θερμοκρασίας γενικά απαιτείται να έχουν αντοχή στο κρύο.
Αντοχή στις καιρικές συνθήκες: αναφέρεται σε μια σειρά φαινομένων γήρανσης όπως ξεθώριασμα, αποχρωματισμός, ρωγμές, κιμωλίαση και μείωση της αντοχής των πλαστικών προϊόντων λόγω της επίδρασης εξωτερικών συνθηκών όπως ηλιακό φως, αλλαγές θερμοκρασίας, άνεμος και βροχή. Η υπεριώδης ακτινοβολία είναι βασικός παράγοντας για την προώθηση της γήρανσης των πλαστικών.
6. Τροποποιημένο κράμα
Το πλαστικό κράμα είναι η χρήση μεθόδων φυσικής ανάμειξης ή χημικού μοσχεύματος και συμπολυμερισμού για την προετοιμασία δύο ή περισσότερων υλικών σε ένα υψηλής απόδοσης, λειτουργικό και εξειδικευμένο νέο υλικό για τη βελτίωση της απόδοσης ενός υλικού ή και των δύο. Ο σκοπός των ιδιοτήτων του υλικού. Μπορεί να βελτιώσει ή να βελτιώσει την απόδοση των υπαρχόντων πλαστικών και να μειώσει το κόστος.
Γενικά πλαστικά κράματα: όπως τα κράματα PVC, PE, PP, PS χρησιμοποιούνται ευρέως και η τεχνολογία παραγωγής έχει γενικά κυριαρχηθεί.
Μηχανικό πλαστικό κράμα: αναφέρεται στο μείγμα πλαστικών μηχανικής (ρητίνη), που περιλαμβάνει κυρίως το σύστημα ανάμειξης με PC, PBT, PA, POM (πολυοξυμεθυλένιο), PPO, PTFE (πολυτετραφθοροαιθυλένιο) και άλλα πλαστικά μηχανικής ως το κύριο σώμα, και ρητίνη ABS τροποποιημένα υλικά.
Ο ρυθμός ανάπτυξης της χρήσης κραμάτων PC / ABS βρίσκεται στην πρώτη γραμμή του πεδίου πλαστικών. Προς το παρόν, η έρευνα του κράματος PC / ABS έχει γίνει ερευνητικό σημείο πρόσβασης πολυμερών κραμάτων.
7. Πλαστικό τροποποιημένο με φωσφορικό ζιρκόνιο
1) Παρασκευή σύνθετου πολυπροπυλενίου PP / οργανικού τροποποιημένου φωσφορικού ζιρκονίου OZrP με τη μέθοδο ανάμειξης τήγματος και την εφαρμογή του στα μηχανικά πλαστικά
Πρώτον, η οκταδεκυλο διμεθυλο τριτοταγής αμίνη (DMA) αντιδρά με φωσφορικό α-ζιρκόνιο για να ληφθεί οργανικά τροποποιημένο φωσφορικό ζιρκόνιο (OZrP), και στη συνέχεια το OZrP αναμιγνύεται τήγμα με πολυπροπυλένιο (PP) για την παρασκευή σύνθετων PP / OZrP. Όταν προστίθεται OZrP με κλάσμα μάζας 3%, η αντοχή εφελκυσμού, η αντοχή σε κρούση και η αντοχή σε κάμψη του σύνθετου PP / OZrP μπορούν να αυξηθούν κατά 18. 2%, 62. 5% και 11. 3%, αντίστοιχα, σε σύγκριση με το καθαρό υλικό PP. Η θερμική σταθερότητα βελτιώνεται επίσης σημαντικά. Αυτό συμβαίνει επειδή το ένα άκρο του DMA αλληλεπιδρά με ανόργανες ουσίες για να σχηματίσει χημικό δεσμό και το άλλο άκρο της μακράς αλυσίδας εμπλέκεται φυσικά με τη μοριακή αλυσίδα ΡΡ για να αυξήσει την αντοχή εφελκυσμού του σύνθετου. Η βελτιωμένη αντοχή σε κρούση και η θερμική σταθερότητα οφείλονται στο ΡΡ που προκαλεί φωσφορικό ζιρκόνιο να παράγει β κρυστάλλους. Δεύτερον, η αλληλεπίδραση μεταξύ των τροποποιημένων στρωμάτων ΡΡ και φωσφορικού ζιρκονίου αυξάνει την απόσταση μεταξύ των στρωμάτων φωσφορικού ζιρκονίου και καλύτερη διασπορά, με αποτέλεσμα αυξημένη αντοχή κάμψης. Αυτή η τεχνολογία συμβάλλει στη βελτίωση της απόδοσης των πλαστικών μηχανικής.
2) Νανοσύνθετο πολυβινυλικής αλκοόλης / φωσφορικού α-ζιρκονίου και η εφαρμογή του σε επιβραδυντικά φλόγας υλικά
Τα νανοσύνθετα πολυβινυλικής αλκοόλης / φωσφορικού α-ζιρκονίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν κυρίως για την παρασκευή επιβραδυντικών φλόγας. ο τρόπος είναι:
① Πρώτον, χρησιμοποιείται η μέθοδος αναρροής για την παρασκευή φωσφορικού α-ζιρκονίου.
Ording Σύμφωνα με την αναλογία υγρού-στερεού 100 mL / g, πάρτε ποσοτική σκόνη φωσφορικού α-ζιρκονίου και διασκορπίστε την σε απιονισμένο νερό, προσθέστε υδατικό διάλυμα αιθυλαμίνης στάγδην υπό μαγνητική ανάδευση σε θερμοκρασία δωματίου και, στη συνέχεια, προσθέστε ποσοτική διαιθανολαμίνη και κατεργαστείτε με υπερήχους για να προετοιμάσετε το ZrP -Ο υδατικό διάλυμα ΟΗ.
③ Διαλύστε μια ορισμένη ποσότητα πολυβινυλικής αλκοόλης (PVA) σε 90 ℃ απιονισμένο νερό για να φτιάξετε ένα διάλυμα 5%, προσθέστε ένα ποσοτικό υδατικό διάλυμα ZrP-OH, συνεχίστε να αναδεύετε για 6-10 ώρες, ψύχετε το διάλυμα και χύστε το στο καλούπι για στεγνό στον αέρα σε θερμοκρασία δωματίου, μπορεί να σχηματιστεί ένα λεπτό υμένιο περίπου 0,15 mm.
Η προσθήκη ZrP-OH μειώνει σημαντικά την αρχική θερμοκρασία αποδόμησης του PVA και ταυτόχρονα συμβάλλει στην προώθηση της αντίδρασης ανθρακοποίησης των προϊόντων αποδόμησης PVA. Αυτό συμβαίνει επειδή το πολυανιόν που δημιουργείται κατά τη διάρκεια της αποικοδόμησης του ZrP-OH δρα ως θέση οξέος πρωτονίου για να προάγει την αντίδραση διάτμησης της ομάδας οξέος PVA μέσω της αντίδρασης Norrish II. Η αντίδραση ανθρακοποίησης των προϊόντων αποδόμησης της PVA βελτιώνει την αντοχή στην οξείδωση της στιβάδας άνθρακα, βελτιώνοντας έτσι την επιβραδυντική απόδοση της φλόγας του σύνθετου υλικού.
3) Πολυβινυλική αλκοόλη (PVA) / οξειδωμένο άμυλο / νανοσύνθετο φωσφορικό α-ζιρκόνιο και ο ρόλος του στη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων
Το φωσφορικό Α-ζιρκόνιο συντέθηκε με μέθοδο παλινδρόμησης sol-gel, οργανικά τροποποιήθηκε με η-βουτυλαμίνη και αναμίχθηκαν OZrP και PVA για την παρασκευή νανοσύνθετου PVA / α-ZrP. Βελτιώστε αποτελεσματικά τις μηχανικές ιδιότητες του σύνθετου υλικού. Όταν η μήτρα PVA περιέχει 0,8% κατά μάζα α-ZrP, η αντοχή σε εφελκυσμό και η επιμήκυνση κατά τη θραύση του σύνθετου υλικού αυξάνονται κατά 17. 3% και 26. Σε σύγκριση με καθαρό PVA, αντίστοιχα. 6%. Αυτό συμβαίνει επειδή το α-ZrP υδροξύλιο μπορεί να παράγει ισχυρό δεσμό υδρογόνου με άμυλο μοριακό υδροξύλιο, γεγονός που οδηγεί σε βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες. Ταυτόχρονα, η θερμική σταθερότητα ενισχύεται επίσης σημαντικά.
4) Πολυστυρένιο / οργανικό τροποποιημένο σύνθετο υλικό φωσφορικού ζιρκονίου και η εφαρμογή του σε υψηλής θερμοκρασίας επεξεργασία νανοσύνθετων υλικών
Το φωσφορικό α-ζιρκόνιο (α-ZrP) προ-υποστηρίζεται από μεθυλαμίνη (ΜΑ) για να ληφθεί διάλυμα MA-ZrP, και στη συνέχεια το διάλυμα συντεθειμένου ρ-χλωρομεθυλ στυρολίου (DMA-CMS) προστίθεται στο διάλυμα MA-ZrP και αναδεύεται σε θερμοκρασία δωματίου 2 d, το προϊόν διηθείται, τα στερεά πλένονται με απεσταγμένο νερό για να μην ανιχνευθεί χλώριο και ξηραίνονται υπό κενό στους 80 ° C για 24 ώρες. Τέλος, το σύνθετο υλικό παρασκευάζεται με πολυμερισμό χύδην. Κατά τη διάρκεια του μαζικού πολυμερισμού, μέρος του στυρολίου εισέρχεται μεταξύ των ελασμάτων φωσφορικού ζιρκονίου και λαμβάνει χώρα αντίδραση πολυμερισμού. Η θερμική σταθερότητα του προϊόντος βελτιώνεται σημαντικά, η συμβατότητα με το σώμα του πολυμερούς είναι καλύτερη και μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις επεξεργασίας υψηλής θερμοκρασίας νανοσύνθετων υλικών.
