Пластмасса - негізгі компонент ретінде жоғары полимерлі материал. Ол синтетикалық шайыр мен толтырғыштардан, пластификаторлардан, тұрақтандырғыштардан, майлағыштардан, пигменттерден және басқа қоспалардан тұрады. Ол модельдеуді жеңілдету үшін өндіріс және өңдеу кезінде сұйық күйде болады, өңдеу аяқталғаннан кейін қатты пішінді ұсынады.
Пластмассаның негізгі компоненті - синтетикалық шайыр. Шайырлар алғашында жануарлар мен өсімдіктерден бөлінетін липидтермен аталады, мысалы, канифоль, шеллак және т.б. Синтетикалық шайырлар (кейде «шайырлар» деп те аталады) әртүрлі қоспалармен араластырылмаған полимерлерге қатысты. Шайыр пластмассаның жалпы салмағының шамамен 40% -дан 100% -на дейін келеді. Пластмассалардың негізгі қасиеттері негізінен шайырдың қасиеттерімен анықталады, бірақ қоспалар да маңызды рөл атқарады.
Неліктен пластиканы өзгерту керек?
«Пластикалық модификация» деп аталатын зат өзінің алғашқы өнімділігін өзгерту және пластикалық шайырға бір немесе бірнеше басқа заттарды қосу арқылы бір немесе бірнеше аспектілерді жақсарту әдісін білдіреді, осылайша қолдану аясын кеңейту мақсатына жетеді. Модификацияланған пластикалық материалдар жиынтықта «модификацияланған пластмасса» деп аталады.
Осы уақытқа дейін пластмасса химия өнеркәсібінің зерттеулері мен дамуы мыңдаған полимер материалдарын синтездеді, олардың тек 100-ден астамы өндірістік маңызы бар. Пластмассада қолданылатын шайыр материалдарының 90% -дан астамы бес жалпы шайырларда шоғырланған (PE, PP, PVC, PS, ABS) Қазіргі уақытта жаңа полимерлі материалдардың көп мөлшерін синтездеуді жалғастыру өте қиын. үнемді де, нақты да емес.
Сондықтан полимер құрамы, құрылымы мен өнімділігі арасындағы байланысты терең зерттеу және осы негізде қолданыстағы пластмасса модификациясы, сәйкес келетін жаңа пластикалық материалдар шығару, пластмасса өнеркәсібін дамытудың тиімді әдістерінің біріне айналды. Соңғы жылдары жыныстық пластмасса өнеркәсібі айтарлықтай дамуға қол жеткізді.
Пластикалық модификация дегеніміз - бұл пластикалық материалдардың қасиеттерін адамдар күткен бағытта физикалық, химиялық немесе екі әдіс арқылы өзгерту немесе шығындарды едәуір азайту немесе белгілі бір қасиеттерін жақсарту немесе пластмасса беру үшін материалдардың жаңа функциялары. Модификация процесі синтетикалық шайырды полимерлеу кезінде пайда болуы мүмкін, яғни химиялық модификация, мысалы, сополимерлеу, егу, өзара байланыстыру және т.б., синтетикалық шайырды өңдеу кезінде де, яғни физикалық модификация кезінде де жүргізілуі мүмкін. толтыру, бірге араластыру, жақсарту және т.б.
Пластикалық модификацияның қандай әдістері бар?
1. Толтыруды өзгерту (минералды құю)
Қарапайым пластиктерге бейорганикалық минералды (органикалық) ұнтақ қосу арқылы пластмассадан жасалған материалдардың қаттылығы, қаттылығы және ыстыққа төзімділігі жақсаруы мүмкін. Толтырғыштардың көптеген түрлері бар және олардың қасиеттері өте күрделі.
Пластикалық толтырғыштардың рөлі: пластикті өңдеуді жақсарту, физикалық және химиялық қасиеттерін жақсарту, көлемін ұлғайту және шығындарды азайту.
Пластикалық қоспаларға қойылатын талаптар:
(1) химиялық қасиеттері белсенді емес, инертті және шайырмен және басқа қоспалармен кері әсер етпейді;
(2) Пластмассаның суға, химиялық төзімділікке, ауа райына, ыстыққа төзімділікке және т.б.
(3) Пластмассаның физикалық қасиеттерін төмендетпейді;
(4) көп мөлшерде толтыруға болады;
(5) салыстырмалы тығыздығы аз және өнімнің тығыздығына аз әсер етеді.
2. Жақсартылған модификация (шыны талшық / көміртекті талшық)
Күшейту шаралары: шыны талшықты және көміртекті талшық тәрізді талшықты материалдарды қосу арқылы.
Жақсарту әсері: материалдың қаттылығын, беріктігін, қаттылығын және ыстыққа төзімділігін едәуір жақсарта алады,
Модификацияның қолайсыз әсерлері: Бірақ көптеген материалдар сынған кезде бетінің нашарлауына және созылудың төмендеуіне әкеледі.
Жақсарту принципі:
(1) Арматураланған материалдардың беріктігі мен модулі жоғары;
(2) шайырдың көптеген керемет физикалық-химиялық (коррозияға төзімділігі, оқшаулау, радиацияға төзімділігі, лездік жоғары температураның кетуіне төзімділігі және т.б.) және өңдеу қасиеттері бар;
(3) Шайыр арматураланатын материалмен араласқаннан кейін арматураланатын материал шайырдың механикалық немесе басқа қасиеттерін жақсарта алады, ал шайыр арматураланатын материалға байланыстыру және жүктемені беру рөлін атқара алады, осылайша арматураланған пластикте тамаша қасиеттері.
3. Өзгертуді қатайту
Көптеген материалдар жеткіліксіз және тым сынғыш емес. Жақсы беріктігі бар немесе ультра жұқа бейорганикалық материалдарды қосу арқылы материалдардың беріктігін және төмен температурадағы өнімділігін арттыруға болады.
Қатайтқыш агент: Пластмассаның қатаюынан кейін сынғыштығын азайту және оның соққыға төзімділігі мен созылуын жақсарту үшін шайырға қоспа қосылды.
Әдетте қатайтатын агенттер, көбінесе малеин ангидридімен егілетін үйлесімді компилятор:
Этилен-винил ацетатты сополимер (EVA)
Полиолефин эластомері (POE)
Хлорланған полиэтилен (CPE)
Акрилонитрил-бутадиен-стирол сополимері (ABS)
Стирол-бутадиенді термопластикалық эластомер (SBS)
EPDM (EPDM)
4. Жалынға төзімді модификация (галогенсіз жалынға төзімді)
Электрондық құрылғылар мен автомобильдер сияқты көптеген салаларда материалдар жалынға төзімділікке ие болуы қажет, бірақ көптеген пластик шикізаттарда жалынға төзімділік төмен. Жақсартылған жалынға төзімділікке отқа төзімді заттарды қосу арқылы қол жеткізуге болады.
Жалынға төзімді заттар: жанғыш полимерлерге жалынға төзімділік беретін функционалды қоспалар, отқа төзімді заттар, өртке қарсы немесе отқа төзімді заттар; олардың көпшілігі VA (фосфор), VIIA (бром, хлор) және ⅢA (сурьма, алюминий) элементтерінің қосылыстары.
Молибден қосылыстары, қалайы қосылыстары, темекі қосылыстары түтінді басатын әсерлері де жалынды өткізгіштер қатарына жатады. Олар негізінен пластмассалардың, әсіресе полимерлі пластмассалардың жағылуын кешіктіру немесе болдырмау үшін жалынға төзімді талаптары бар пластиктерге қолданылады. От жағуды ұзағырақ етіңіз, өзін-өзі сөндіріңіз және қиын тұтаныңыз.
Пластикалық жалынға төзімділігі: HB, V-2, V-1, V-0, 5VB-ден 5VA-ға дейін кезең-кезеңмен.
5. Ауа-райының тұрақтылығын өзгерту (қартаюға қарсы, ультрафиолет, төмен температураға төзімділік)
Әдетте пластиктің төмен температурада суыққа төзімділігі туралы айтады. Пластмассаға тән төмен температуралы сынғыш болғандықтан, пластмасса төмен температурада сынғыш болады. Сондықтан төмен температурада пайдаланылатын көптеген пластмассадан жасалған бұйымдарға, әдетте, суыққа төзімділік қажет.
Ауа-райына төзімділік: күн сәулесі, температураның өзгеруі, жел мен жаңбыр сияқты сыртқы жағдайлардың әсерінен пластмассадан жасалған бұйымдардың түсінің өзгеруі, түсінің өзгеруі, жарылуы, борлануы және беріктігінің төмендеуі сияқты қартаю құбылыстарының тізбегін айтады. Ультрафиолет сәулелену - бұл пластикалық қартаюдың негізгі факторы.
6. Өзгертілген қорытпа
Пластикалық қорытпа дегеніміз - екі немесе одан да көп материалдарды бір материалдың өнімділігін жақсарту үшін жоғары сапалы, функционалды және мамандандырылған жаңа материалға дайындау үшін химиялық араластыру немесе химиялық егу және сополимерлеу әдістерін қолдану. Ол қолданыстағы пластмассалардың жұмысын жақсартуы немесе жақсартуы және шығындарды төмендетуі мүмкін.
Жалпы пластмассалық қорытпалар: ПВХ, ПЭ, ПП, ПС қорытпалары кеңінен қолданылады және өндіріс технологиясы негізінен игерілген.
Инженерлік пластикалық қорытпа: негізінен ПК, ПБТ, ПА, ПОМ (полиоксиметилен), ППО, ПТФЕ (политетрафторэтилен) және басқа инженерлік пластмассалармен араластыру жүйесін қоса алғанда, инженерлік пластмассалардың (шайырлардың) қоспасы және АБС шайыры жатады. өзгертілген материалдар.
ДК / АБС қорытпасын пайдаланудың өсу қарқыны пластикада алдыңғы қатарда. Қазіргі уақытта PC / ABS қоспаларын зерттеу полимер қорытпаларының зерттеу нүктесіне айналды.
7. Цирконий фосфатының өзгертілген пластикасы
1) балқыманы араластыру әдісімен полипропиленді ПП / органикалық модификацияланған цирконий фосфат OZrP композициясын дайындау және оны инженерлік пластмассада қолдану
Алдымен, октацил диметил үшінші реттік амин (DMA) α-цирконий фосфатымен әрекеттесіп, органикалық модификацияланған цирконий фосфатын (OZrP) алады, содан кейін OZrP PP / OZrP композиттерін дайындау үшін полипропиленмен (PP) араласады. 3% массалық үлесі бар OZrP қосқанда, PP / OZrP композициясының созылу беріктігін, соққы беріктігін және иілу беріктігін сәйкесінше 18. 2%, 62. 5% және 11. 3% арттыруға болады. таза PP материалымен салыстырғанда. Термиялық тұрақтылық та айтарлықтай жақсарды. Себебі DMA-нің бір шеті бейорганикалық заттармен әрекеттесіп, химиялық байланыс түзеді, ал ұзын тізбектің екінші ұшы композицияның созылуға беріктігін арттыру үшін РР молекулалық тізбегімен физикалық шиеленіседі. Соққыға төзімділік пен термиялық тұрақтылықтың жоғарылауы цирконий фосфатының индикаторлы produce кристалдары өндіруіне байланысты. Екіншіден, модификацияланған ПП мен цирконий фосфат қабаттарының өзара әрекеттесуі цирконий фосфат қабаттары арасындағы арақашықтықты және дисперсияны жақсартады, нәтижесінде иілу күші артады. Бұл технология инженерлік пластиктің жұмысын жақсартуға көмектеседі.
2) Поливинил спирті / α-цирконий фосфаты нанокомпозит және оны отқа төзімді материалдарда қолдану
Поливинил спирті / α-цирконий фосфаты нанокомпозиттерін негізінен жалынға төзімді материалдарды дайындау үшін қолдануға болады. жол:
① Біріншіден, α-цирконий фосфатын дайындау үшін рефлюкс әдісі қолданылады.
②Сұйық-қатты қатынасы бойынша 100 мл / г мөлшерінде α-цирконий фосфат ұнтағын алып, оны ионсыздандырылған суда таратыңыз, бөлме температурасында магниттік араластыру кезінде этиламин сулы ерітіндісін тамшылатып қосыңыз, содан кейін сандық диетаноламин қосып, ZrP дайындау үшін ультрадыбыстық өңдеңіз. -OH сулы ерітіндісі.
③Поливинил спиртінің (ПВА) белгілі бір мөлшерін 90 ℃ ионсыздандырылған суда ерітіп, 5% ерітінді жасаңыз, сандық ZrP-OH сулы ерітіндісін қосып, 6-10 сағат араластырыңыз, ерітіндіні суытыңыз және оны қалыпқа құйыңыз бөлме температурасында ауамен құрғатыңыз, шамамен 0,15 мм жұқа пленка түзуге болады.
ZrP-OH қоспасы ПВА-ның бастапқы деградация температурасын едәуір төмендетеді және сонымен бірге ПВА деградация өнімдерінің карбонизация реакциясын ілгерілетуге көмектеседі. Себебі ZrP-OH деградациясы кезінде пайда болған полианион протон қышқылы учаскесі қызметін атқарады, ол PVA қышқыл тобының Norrish II реакциясы арқылы ығысу реакциясын алға тартады. ПВА-ның ыдырау өнімдерінің карбонизация реакциясы көміртегі қабатының тотығуға төзімділігін жақсартады, осылайша композициялық материалдың жалынға төзімділігі жақсарады.
3) Поливинил спирті (ПВА) / тотыққан крахмал / α-цирконий фосфаты нанокомпозит және оның механикалық қасиеттерін жақсартудағы рөлі
Α-цирконий фосфаты соль-гель-рефлюкс әдісімен синтезделді, n-бутиламинмен органикалық түрлендірілді, және OZrP және PVA араластырылып, PVA / α-ZrP нанокомпозитін дайындады. Композициялық материалдың механикалық қасиеттерін тиімді түрде жақсарту. PVA матрицасында α-ZrP массасының 0,8% -ы болған кезде, композициялық материалдың үзілу кезіндегі созылу күші мен созылуы 17. 3% және 26-ға көбейеді. Таза PVA-мен салыстырғанда. 6%. Себебі α-ZrP гидроксилі крахмал молекулалық гидроксилімен күшті сутекті байланыс түзе алады, бұл механикалық қасиеттердің жақсаруына әкеледі. Сонымен бірге термиялық тұрақтылық та едәуір күшейеді.
4) полистирол / органикалық модификацияланған цирконий фосфатты композициялық материал және оны жоғары температуралы нанокомпозиттік материалдарды өңдеуде қолдану
α-цирконий фосфатын (α-ZrP) алдын-ала метиламин (MA) қолдайды, MA-ZrP ерітіндісін алады, содан кейін синтезделген р-хлорметил стирол (DMA-CMS) ерітіндісін MA-ZrP ерітіндісіне қосып, араластырады бөлме температурасы 2 д, өнімді сүзгіден өткізіп, қатты заттарды дистилденген сумен жуып, хлордың болмауын анықтайды және вакуумда 80 ℃ 24 сағат ішінде кептіреді. Соңында, композиция жаппай полимерлену арқылы дайындалады. Үйінді полимерлеу кезінде стиролдың бір бөлігі цирконий фосфат ламинаттарының арасына еніп, полимерлену реакциясы жүреді. Өнімнің жылулық тұрақтылығы едәуір жақсарады, полимер корпусымен үйлесімділік жақсырақ және ол нанокомпозиттік материалдарды жоғары температурада өңдеу талаптарына жауап бере алады.
