1. Tipo de envejecimiento de los materiales poliméricos.
Los materiales poliméricos en el proceso de procesamiento, almacenamiento y uso, debido a la acción integral de factores internos y externos, sus propiedades se deterioran gradualmente, por lo que la pérdida final del valor de uso, este fenómeno pertenece al envejecimiento de los materiales poliméricos.
Esto no sólo provoca un despilfarro de recursos, sino que incluso conduce a mayores accidentes debido a su fallo funcional, y la descomposición de materiales provocada por su envejecimiento también puede contaminar el medio ambiente.
Debido a las diferentes variedades de polímeros y las diferentes condiciones de uso, existen diferentes fenómenos y características de envejecimiento.En general, el envejecimiento de los materiales poliméricos se puede clasificar en los siguientes cuatro tipos de cambios:
Cambios en la apariencia
Hay manchas, manchas, líneas plateadas, grietas, escarcha, polvo, vellosidad, deformación, ojo de pez, arrugas, encogimiento, quema, distorsión óptica y cambios en el color óptico.
Cambios en las propiedades físicas
Incluyendo solubilidad, hinchazón, propiedades reológicas y resistencia al frío, resistencia al calor, permeabilidad al agua, permeabilidad al aire y otras propiedades de cambio.
Cambios en las propiedades mecánicas
Resistencia a la tracción, resistencia a la flexión, resistencia al corte, resistencia al impacto, elongación relativa, relajación del estrés, etc.
Cambios en las propiedades eléctricas
Tales como resistencia superficial, resistencia de volumen, constante dieléctrica, cambios de fuerza de ruptura eléctrica.
2. Factores que causan el envejecimiento de los materiales poliméricos
Debido a que en el procesamiento de polímeros, el proceso de uso se verá afectado por el calor, el oxígeno, el agua, la luz, los microorganismos y los factores ambientales, como la combinación de medios químicos de su composición química y estructura, puede producir una serie de cambios, las malas propiedades físicas correspondientes, tales como cabello duro, quebradizo, pegajoso, decoloración, pérdida de fuerza y así sucesivamente, estos cambios y el fenómeno se llama envejecimiento.
El polímero alto bajo la acción del calor o la luz formará moléculas excitadas, cuando la energía es lo suficientemente alta, la cadena molecular se romperá para formar radicales libres, los radicales libres pueden formar una reacción en cadena dentro del polímero, continuar causando degradación, también puede causar entrecruzamiento
Si hay oxígeno u ozono en el medio ambiente, se pueden inducir una serie de reacciones de oxidación para formar hidroperóxidos (ROOH), que se pueden descomponer aún más en grupos carbonilo.
Si hay iones metálicos residuales del catalizador en el polímero, o se introducen iones metálicos como cobre, hierro, manganeso y cobalto en el polímero durante el procesamiento y uso, se acelerará la reacción de degradación por oxidación del polímero.
3. Métodos de antienvejecimiento de materiales poliméricos.
En la actualidad, los principales métodos para mejorar y potenciar las propiedades antienvejecimiento de los materiales poliméricos son los siguientes:
El envejecimiento de los materiales poliméricos, especialmente el envejecimiento por fotooxígeno, comienza primero en la superficie del material o producto, manifestándose como decoloración, polvo, agrietamiento, disminución del brillo, y luego gradualmente hacia el interior.
Los productos delgados tienen más probabilidades de fallar antes que los productos gruesos, por lo que la vida útil de los productos puede extenderse al espesar los productos.
Para productos fáciles de envejecer, se puede recubrir en la superficie o recubrir con una capa de recubrimiento de buena resistencia a la intemperie, o en la capa exterior del producto capa compuesta de material de buena resistencia a la intemperie, de modo que la superficie del producto se adhiera a una capa de capa protectora, para retrasar el proceso de envejecimiento.
En el proceso de síntesis o preparación, muchos materiales también tienen el problema del envejecimiento.Por ejemplo, el efecto del calor en el proceso de polimerización, el envejecimiento térmico del oxígeno en el proceso de procesamiento, etc.En consecuencia, el efecto del oxígeno se puede mitigar agregando dispositivos de desoxigenación o dispositivos de vacío en el proceso de polimerización o procesamiento.
Sin embargo, este método solo puede garantizar el rendimiento del material en la fábrica, y este método solo puede implementarse desde la fuente de preparación del material, incapaz de resolver su problema de envejecimiento en el proceso de reprocesamiento y uso.
Hay grupos que son muy fáciles de envejecer en la estructura molecular de muchos materiales poliméricos, por lo que a través del diseño de la estructura molecular de los materiales, la sustitución de grupos que no son fáciles de envejecer con grupos que son fáciles de envejecer a menudo puede tener un buen efecto.
O la introducción de grupos funcionales o estructuras con efecto antienvejecimiento en la cadena molecular del polímero mediante el método de injerto o copolimerización, dotando al material en sí mismo de una excelente función antienvejecimiento, también es un método utilizado a menudo por los investigadores, pero el costo es alto. y no puede lograr una producción y aplicación a gran escala.
En la actualidad, la forma efectiva y el método común para mejorar la resistencia al envejecimiento de los materiales poliméricos es agregar aditivos antienvejecimiento, que se usa ampliamente debido a su bajo costo y sin necesidad de cambiar el proceso de producción existente.Hay dos formas principales de agregar estos aditivos antienvejecimiento:
Adición directa de aditivos: los aditivos antienvejecimiento (en polvo o líquidos) y la resina y otras materias primas se mezclan y agitan directamente después de la granulación por extrusión o el moldeo por inyección, etc. fábricas de moldeo por inyección.
Método de adición de masterbatch antienvejecimiento: en los fabricantes con mayores requisitos de calidad del producto y estabilidad de calidad, es más común agregar masterbatch antienvejecimiento en la producción.
El masterbatch antienvejecimiento es una resina adecuada como soporte, mezclada con una variedad de aditivos antienvejecimiento efectivos, luego a través de la granulación de coextrusión con extrusora de doble tornillo, sus ventajas de aplicación radican en los aditivos antienvejecimiento en el proceso de preparación de los primeros implementos del masterbatch el disperso, tan tarde en el proceso de procesamiento del material, el agente antienvejecimiento obtiene una dispersión secundaria, Para lograr el propósito de la dispersión uniforme de los auxiliares en la matriz del material polimérico, no solo para garantizar la calidad de la estabilidad del producto, sino también para evitar Contaminación por polvo durante la producción, haciendo que la producción sea más ecológica y respetuosa con el medio ambiente.
Hora de publicación: 17-ago-2022