Tipi ta 'tixjiħ, testijiet ta' tixjiħ u metodi kontra t-tixjiħ ta 'materjali polimeri
01 L-istat attwali tal-iżvilupp tal-materjali polimeri
Materjali polimeru, minħabba l-proprjetajiet eċċellenti tagħhom bħal piż ħafif, saħħa għolja, reżistenza għat-temperatura, u reżistenza għall-korrużjoni, issa huma użati ħafna f'ħafna oqsma bħall-manifattura high-end, informazzjoni elettronika, trasport, konservazzjoni tal-enerġija tal-bini, aerospazjali, u nazzjonali industriji tad-difiża u militari. kellu rwol kbir.
Hija mhux biss industrija bażika importanti tal-ekonomija nazzjonali, iżda wkoll industrija ewlenija tal-pajjiż;
Hija mhux biss industrija emerġenti strateġika fl-industrija petrokimika, iżda wkoll materjal ta 'appoġġ importanti għal industriji emerġenti strateġiċi bħal informazzjoni elettronika, aerospazjali, difiża nazzjonali, u enerġija ġdida;
Mhux biss għandu kontenut teknoloġiku għoli u valur miżjud għoli, huwa wkoll direzzjoni importanti għat-trasformazzjoni u l-aġġornament tal-industrija petrokimika.
Għalhekk, materjali polimeru dejjem kienu qasam ta 'żvilupp li pajjiżi żviluppati u kumpaniji multinazzjonali jagħtu importanza kbira. Dan mhux biss jipprovdi spazju wiesa 'ta' suq għall-industrija l-ġdida tal-materjali tal-polimeru, iżda wkoll iressaq rekwiżiti ogħla għall-prestazzjoni tal-kwalità, il-livell ta 'affidabbiltà u l-kapaċitajiet ta' appoġġ tiegħu.
Għalhekk, kif timmassimizza l-funzjonijiet tal-prodotti tal-materjal polimeru bbażati fuq il-prinċipji tal-konservazzjoni tal-enerġija, karbonju baxx u żvilupp ekoloġiku ġibed aktar u aktar attenzjoni. It-tixjiħ huwa fattur importanti li jaffettwa l-affidabbiltà u d-durabilità tal-materjali polimeri.
02 Tipi li qed tixjieħ ta' materjali polimeri
Matul l-ipproċessar, il-ħażna u l-użu ta 'materjali polimeri, minħabba l-effetti magħquda ta' fatturi interni u esterni, il-proprjetajiet tagħhom jiddeterjoraw gradwalment u eventwalment jitilfu l-valur tal-użu tagħhom. Dan il-fenomenu jappartjeni għat-tixjiħ tal-materjali polimeri.
Dan mhux biss jikkawża ħela ta 'riżorsi, iżda jista' saħansitra jwassal għal inċidenti akbar minħabba falliment funzjonali, u d-dekompożizzjoni tal-materjali kkawżata mit-tixjiħ tista 'wkoll tħammeġ l-ambjent.
Minħabba tipi differenti ta 'polimeri u kundizzjonijiet ta' użu differenti, għandhom fenomeni u karatteristiċi ta 'tixjiħ differenti. B'mod ġenerali, it-tixjiħ tal-materjali polimeru jista 'jiġi kklassifikat fl-erba' tipi ta 'bidliet li ġejjin:
1. Bidliet fid-dehra
Id-dehra ta 'tbajja, tikek, strixxi, xquq, bloom, chalking, twaħħal, warping, għajnejn tal-ħut, tikmix, jinxtorob, tixwit, distorsjoni ottika, u bidliet fil-kulur ottiku.
2. Bidliet fil-proprjetajiet fiżiċi
Inklużi bidliet fis-solubilità, nefħa, proprjetajiet reoloġiċi, reżistenza għall-kesħa, reżistenza għas-sħana, permeabilità tal-ilma, permeabilità tal-arja u proprjetajiet oħra.
3. Bidliet fil-proprjetajiet mekkaniċi
Bidliet fis-saħħa tat-tensjoni, saħħa tal-flessjoni, saħħa tal-qtugħ, saħħa tal-impatt, elongazzjoni relattiva, rilassament tal-istress u proprjetajiet oħra.
4. Bidliet fil-proprjetajiet elettriċi
Bħal bidliet fir-reżistenza tal-wiċċ, reżistenza tal-volum, kostanti dielettrika, saħħa tat-tqassim elettriku, eċċ.
03 Fatturi li jikkawżaw it-tixjiħ tal-materjali polimeri
1. Analiżi makro
Minħabba li matul l-ipproċessar u l-użu ta 'polimeri, se jkunu soġġetti għall-effetti magħquda ta' fatturi ambjentali bħal sħana, ossiġnu, ilma, dawl, mikro-organiżmi u midja kimika. Il-kompożizzjoni u l-istruttura kimika tagħhom se jgħaddu minn serje ta 'bidliet, u l-proprjetajiet fiżiċi tagħhom se jinbidlu wkoll kif xieraq. Deterjorament, bħal ebusija, twaħħal, fraġilità, kulur, telf ta 'saħħa, eċċ Dawn il-bidliet u fenomeni jissejħu tixjiħ.
2. Analiżi mikroskopika
Polimeri molekulari għoljin se jiffurmaw molekuli ta 'stat eċċitati taħt l-azzjoni tas-sħana jew tad-dawl. Meta l-enerġija tkun għolja biżżejjed, il-ktajjen molekulari jinkisru biex jiffurmaw radikali ħielsa. Ir-radikali ħielsa jistgħu jiffurmaw reazzjonijiet katina ġewwa l-polimeru, ikomplu jikkawżaw degradazzjoni, u jistgħu jikkawżaw cross-linking.
Jekk l-ossiġnu jew l-ożonu jkun preżenti fl-ambjent, serje ta 'reazzjonijiet ta' ossidazzjoni jiġu indotti biex jiffurmaw idroperossidi (ROOH), li jkomplu jiddekomponu fi gruppi karboniliċi.
Jekk ikun hemm jonji tal-metall tal-katalizzatur residwi fil-polimeru, jew joni tal-metall bħal ram, ħadid, manganiż, kobalt, eċċ huma introdotti waqt l-ipproċessar u l-użu, ir-reazzjoni ta 'degradazzjoni ossidattiva tal-polimeru tiġi aċċellerata.
04 Test tat-tixjiħ
Fl-iżvilupp jew it-titjib ta 'materjali ġodda, sabiex tiġi vverifikata l-ħajja tas-servizz tagħhom jew l-effett kontra t-tixjiħ, l-ittestjar tat-tixjiħ huwa meħtieġ. Testijiet ta 'tixjiħ komuni jinkludu tixjiħ naturali u tixjiħ aċċellerat fil-laboratorju.
1.Tixjiħ naturali
It-tixjiħ naturali huwa li jesponi l-kampjun tal-materjal direttament għall-ambjent naturali. Normalment il-kampjun huwa installat fuq ir-rack ta 'espożizzjoni f'ċertu angolu. Angoli ta' espożizzjoni komuni huma 5 gradi, 45 grad, u 90 grad. L-istandards tal-ittestjar rilevanti jinkludu ISO 877 Plastics - Metodi ta' espożizzjoni għar-radjazzjoni solari; ISO2810 Żebgħa u verniċ - Temp naturali tal-kisi - Espożizzjoni u valutazzjoni; ASTMG7 Prattika Standard għall-Ittestjar ta' Espożizzjoni Ambjentali Atmosferika ta' Materjali Nonmetalliċi, eċċ.
Il-metodu tat-test tat-tixjiħ naturali huwa sempliċi u bi prezz baxx, iżda ċ-ċiklu tat-test tiegħu huwa twil wisq, li jaffettwa l-progress tal-ottimizzazzjoni tad-disinn tal-prodott. Barra minn hekk, peress li huwa ambjent naturali u l-kundizzjonijiet klimatiċi ma jistgħux jiġu kkontrollati, sabiex tiġi żgurata r-riproduċibbiltà tar-riżultati tat-test, l-għażla tas-sit tat-test hija partikolarment importanti. L-Istati Uniti stabbilixxew qasam tal-klima naturali fin-Nofsinhar ta 'Florida fl-1931, li huwa qasam standard ta' espożizzjoni għall-klima sħuna u umda fl-Istati Uniti. Is-sit tat-test stabbilit fiċ-ċentru ta 'Arizona huwa sit standard ta' espożizzjoni għas-sħana niexfa. Is-Sit tat-Test tal-Espożizzjoni ta 'Turpan taċ-Ċentru Nazzjonali ta' Superviżjoni u Spezzjoni tal-Kwalità tal-Prodott tal-Vetturi bil-Mutur ta 'pajjiżi huwa wkoll sit tipiku ta' espożizzjoni għal klima niexfa u sħuna. It-temperatura massima fiż-żona ta 'Turpan minn Mejju sa Awissu hija 'l fuq minn 40 grad, it-temperatura massima estrema hija 49.6 grad, u l-preċipitazzjoni annwali medja hija biss 8 mm. Il-qasam ta 'espożizzjoni f'Qionghai, Hainan għandu kundizzjonijiet tipiċi ta' klima sħuna u umda. It-temperatura medja annwali hija 27.4 gradi, u l-preċipitazzjoni medja annwali hija għolja daqs 2134 mm.
2. Tixjiħ aċċellerat fil-laboratorju
Sabiex iħaffef iċ-ċiklu tat-test u tinkiseb data ta 'tixjiħ aktar malajr, il-laboratorju ġeneralment juża sorsi ta' dawl artifiċjali biex jissimula r-radjazzjoni solari, jaqbel kundizzjonijiet differenti ta 'temperatura, umdità u xita, eċċ., U jista' jissimula diversi klimi naturali.
1) Għażla tas-sors tad-dawl
Sorsi tad-dawl artifiċjali użati b'mod komuni jinkludu bozoz bl-ark tal-kseno, lampi tal-alid tal-metall u lampi fluworexxenti ultravjola. Lampi fluworexxenti UV jistgħu jissimulaw id-dawl tax-xemx tajjeb ħafna fil-meded UV ta 'mewġ medju u UV ta' mewġ qasir. Lampi tal-ark tal-xenon u lampi tal-alid tal-metall jistgħu jissimulaw id-dawl tax-xemx tajjeb ħafna fl-ispettru sħiħ. Għalhekk, kmamar tat-test li jużaw lampi tal-kseno u bozoz tal-alid tal-metall bħala sorsi tad-dawl jistgħu jissimulaw tajjeb ir-radjazzjoni tad-dawl tax-xemx, filwaqt li kmamar tat-tixjiħ li jużaw lampi ultravjola fluworexxenti mhumiex maħsuba biex jimitaw id-dawl tax-xemx, iżda jissimulaw biss l-effett tax-xjuħija tad-dawl tax-xemx. Barra minn hekk, hemm kaxxi li qed tixjieħ fis-suq li jużaw lampi tal-ark tal-karbonju bħala s-sors tad-dawl. Madankollu, l-ispettru tal-ark tal-karbonju m'għandux korrelazzjoni tajba mal-ispettru tad-dawl tax-xemx, u l-użu tal-ittestjar tal-lampa tal-ark tal-karbonju huwa għal raġunijiet storiċi.
2) Rilevanza tat-tixjiħ aċċellerat
Il-korrelazzjoni tirreferi għall-grad ta 'konsistenza bejn ir-riżultati tat-tixjiħ aċċellerat fil-laboratorju u r-riżultati tat-tixjiħ tal-materjal fl-ambjent tal-użu attwali. Huwa biss meta t-test tat-tixjiħ aċċellerat ikun rilevanti jista 'verament jirrifletti r-reżistenza tat-temp tal-materjal u jbassar tassew il-ħajja tas-servizz tal-materjal. Ittestjar aċċellerat mhux raġonevoli se jnaqqas ir-rilevanza tat-test u anke jitlef it-tifsira tiegħu.
3) It-tendenza ta 'żvilupp ta' tixjiħ aċċellerat fil-laboratorji
Kif issemma fil-bidu, il-fatturi li jinfluwenzaw it-tixjiħ tal-materjal jinkludu radjazzjoni solari, temperatura, ilma u fatturi oħra. It-tixjiħ tal-materjali huwa r-riżultat tal-azzjoni konġunta ta 'dawn il-fatturi, iżda mhix sempliċi superpożizzjoni tal-effetti ta' diversi fatturi. Jeħtieġ li tiġi kkunsidrata wkoll is-sinerġija bejniethom. Għalhekk, simulazzjoni aktar komprensiva tal-ambjent tal-użu attwali tal-materjal tista 'twassal għal riżultati rilevanti aħjar. Pereżempju, skont l-istandard ISO 20340, it-test huwa bbażat fuq ċiklu ta '7 ijiem. Fl-1 sat-3 jum, isir test UV b'ċiklu tad-dawl u dlam skont ISO 11507. Fir-4 sas-6 jum, isir test tal-isprej tal-melħ skont l-ISO 9227. Fis-7 jum ({{9} } Test ta 'temperatura baxxa ta' ±2) grad . Meta mqabbel mat-test tradizzjonali tar-reżistenza tat-temp, jintegra aktar fatturi li jinfluwenzaw it-tixjiħ u huwa aktar konformi mal-kundizzjonijiet attwali tal-użu tal-materjal, sabiex ikun jista 'jirrifletti aħjar it-tixjiħ attwali tal-materjal. Aħna nafu li l-moffa, il-konċentrazzjoni tal-ożonu, eċċ kollha għandhom impatt importanti fuq it-tixjiħ tal-prodotti tal-plastik. Kif tintegra aktar fatturi ta 'tixjiħ fl-ittestjar se tkun waħda mid-direzzjonijiet ta' żvilupp ta 'tixjiħ aċċellerat fil-laboratorji.
05 Metodi għall-anti-aging ta' materjali polimeri
Fil-preżent, il-metodi ewlenin biex itejbu u jtejbu l-proprjetajiet kontra t-tixjiħ tal-materjali polimeriċi jinkludu dawn li ġejjin:
1. Protezzjoni fiżika (bħal tħaxxin, pittura, kompost ta 'saff ta' barra, eċċ.)
It-tixjiħ tal-materjali polimeru, speċjalment it-tixjiħ tal-fotoossiġnu, l-ewwel jibda mill-wiċċ tal-materjal jew il-prodott, li jimmanifesta bħala kulur, trab, qsim, telf ta 'tleqqija, eċċ., U mbagħad gradwalment jippenetra aktar fil-fond fl-intern. Prodotti rqaq huma aktar probabbli li jfallu qabel iż-żmien minn prodotti ħoxnin, għalhekk il-ħajja tas-servizz tal-prodott tista 'tiġi estiża billi tħaxxin il-prodott. Għal prodotti li huma suxxettibbli għat-tixjiħ, tista 'tapplika saff ta' kisi b'reżistenza tajba għat-temp fuq il-wiċċ, jew kompost saff ta 'materjal b'reżistenza tajba għat-temp fuq is-saff ta' barra tal-prodott biex tehmeż saff protettiv mal-wiċċ tal- prodott. Tnaqqas il-proċess tat-tixjiħ.
2. Ittejjeb it-teknoloġija tal-ipproċessar
Ħafna materjali għandhom ukoll problemi ta 'tixjiħ matul il-proċess ta' sinteżi jew preparazzjoni. Pereżempju, l-influwenza tas-sħana waqt il-polimerizzazzjoni, it-tixjiħ tal-ossiġnu termali waqt l-ipproċessar, eċċ. B'mod korrispondenti, l-impatt tal-ossiġnu jista 'jiġi mtaffi biż-żieda ta' apparat għat-tneħħija tal-ossiġnu jew apparat tal-vakwu waqt il-polimerizzazzjoni jew l-ipproċessar. Madankollu, dan il-metodu jista 'biss jiggarantixxi l-prestazzjoni tal-materjal meta jħalli l-fabbrika, u dan il-metodu jista' jiġi implimentat biss mis-sors tal-preparazzjoni tal-materjal, u ma jistax isolvi l-problema tat-tixjiħ matul l-ipproċessar mill-ġdid u l-użu tiegħu.
3. Disinn strutturali jew modifika ta 'materjali polimeri
Ħafna materjali polimeri fihom gruppi li huma suxxettibbli ħafna għat-tixjiħ fl-istruttura molekulari tagħhom. Għalhekk, permezz tad-disinn tal-istruttura molekulari tal-materjal, is-sostituzzjoni tal-gruppi li huma suxxettibbli għat-tixjiħ ma 'gruppi li mhumiex suxxettibbli għat-tixjiħ ħafna drabi jistgħu jiksbu riżultati tajbin. Jew, gruppi funzjonali jew strutturi b'effetti kontra t-tixjiħ jistgħu jiġu introdotti fil-katina tal-polimer permezz ta 'tilqim jew kopolimerizzazzjoni, li jagħtu l-materjal innifsu funzjonijiet eċċellenti kontra t-tixjiħ. Dan huwa wkoll metodu spiss użat mir-riċerkaturi, iżda l-ispiża hija relattivament għolja. Produzzjoni u applikazzjoni għolja u fuq skala kbira ma jistgħux jinkisbu għalissa.
4. Żid addittivi kontra t-tixjiħ
Fil-preżent, mod effettiv u komuni biex tittejjeb ir-reżistenza tat-tixjiħ tal-materjali polimeri huwa li żżid addittivi kontra t-tixjiħ, li jintużaw ħafna minħabba l-ispiża baxxa tagħhom u n-nuqqas ta 'bidliet fil-proċessi ta' produzzjoni eżistenti. Hemm żewġ modi ewlenin biex iżżid dawn l-addittivi kontra t-tixjiħ:
Metodu ta 'żieda diretta ta' addittivi: jiġifieri, l-addittiv kontra t-tixjiħ (trab jew likwidu) huwa mħallat direttament u mħawwad ma 'materja prima bħal reżina, u mbagħad estruż għal granulazzjoni jew iffurmar ta' injezzjoni, eċċ Minħabba li dan il-metodu ta 'żieda huwa sempliċi u faċli biex timplimenta, hija użata ħafna mill-maġġoranza tal-fabbriki tal-pelletizing u l-iffurmar tal-injezzjoni.
Metodu ta 'żieda ta' masterbatch kontra t-tixjiħ: Manifatturi b'rekwiżiti ogħla għall-kwalità tal-prodott u l-istabbiltà tal-kwalità aktar spiss jużaw il-metodu ta 'żieda ta' masterbatch kontra t-tixjiħ waqt il-produzzjoni. Masterbatch kontra t-tixjiħ jinkiseb bl-użu ta 'reżina xierqa bħala trasportatur, imħallat ma' varjetà ta 'addittivi effiċjenti kontra t-tixjiħ, u mbagħad ko-estruż u granulat minn estrużur b'żewġ kamin. Il-vantaġġ tal-applikazzjoni tiegħu jinsab fl-użu ta 'addittivi kontra t-tixjiħ fil-proċess ta' preparazzjoni tal-masterbatch. L-ewwelnett, tintlaħaq pre-dispersjoni, u mbagħad fil-proċess tal-ipproċessar tal-materjal aktar tard, l-addittivi kontra t-tixjiħ huma mxerrda sekondarja, u jintlaħaq l-iskop ta 'dispersjoni uniformi tal-addittivi fil-matriċi tal-materjal polimeru, li mhux biss jiżgura l-istabbiltà tal-kwalità tal- prodott, iżda wkoll Jevita t-tniġġis tat-trab waqt il-produzzjoni, u jagħmel il-produzzjoni aktar ekoloġika u favur l-ambjent.