1. Loại lão hóa của vật liệu polymer
Vật liệu polyme trong quá trình xử lý, bảo quản và sử dụng, do tác động toàn diện của các yếu tố bên trong và bên ngoài, tính chất của nó dần dần bị suy giảm, dẫn đến mất giá trị sử dụng cuối cùng, hiện tượng này thuộc về sự lão hóa của vật liệu polyme.
Điều này không chỉ gây lãng phí tài nguyên mà thậm chí còn dẫn đến những tai nạn lớn hơn do chức năng của nó không hoạt động và sự phân hủy vật liệu do lão hóa của nó cũng có thể gây ô nhiễm môi trường.
Do các loại polymer khác nhau và các điều kiện sử dụng khác nhau, các hiện tượng và đặc điểm lão hóa khác nhau.Nói chung, sự lão hóa của vật liệu polymer có thể được phân thành bốn loại thay đổi sau:
Thay đổi về ngoại hình
Có vết bẩn, đốm, đường bạc, vết nứt, mờ, bột, xù lông, cong vênh, mắt cá, nhăn, co rút, cháy, biến dạng quang học và thay đổi màu sắc quang học.
Thay đổi tính chất vật lý
Bao gồm khả năng hòa tan, trương nở, tính chất lưu biến và khả năng chống lạnh, khả năng chịu nhiệt, tính thấm nước, tính thấm khí và các tính chất thay đổi khác.
Thay đổi tính chất cơ học
Độ bền kéo, độ bền uốn, độ bền cắt, độ bền va đập, độ giãn dài tương đối, độ giãn ứng suất, v.v.
Thay đổi tính chất điện
Chẳng hạn như điện trở bề mặt, điện trở thể tích, hằng số điện môi, cường độ đánh thủng điện thay đổi.
2. Các yếu tố gây lão hóa vật liệu polyme
Bởi vì trong quá trình xử lý polyme, quá trình sử dụng sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiệt, oxy, nước, ánh sáng, vi sinh vật và các yếu tố môi trường như môi trường hóa học, sự kết hợp giữa thành phần hóa học và cấu trúc của nó có thể tạo ra một loạt thay đổi, tính chất vật lý xấu tương ứng, chẳng hạn như tóc cứng, giòn, dính, đổi màu, mất sức, v.v., những thay đổi này và hiện tượng được gọi là lão hóa.
Polyme cao dưới tác dụng của nhiệt hoặc ánh sáng sẽ hình thành các phân tử bị kích thích, khi năng lượng đủ cao, chuỗi phân tử sẽ bị đứt tạo thành các gốc tự do, các gốc tự do có thể tạo thành phản ứng dây chuyền bên trong polyme, tiếp tục gây ra sự phân hủy, cũng có thể gây ra liên kết chéo.
Nếu oxy hoặc ozone có mặt trong môi trường, một loạt các phản ứng oxy hóa có thể được tạo ra để tạo thành hydroperoxide (ROOH), chất này có thể tiếp tục bị phân hủy thành các nhóm carbonyl.
Nếu có các ion kim loại xúc tác còn sót lại trong polyme hoặc các ion kim loại như đồng, sắt, mangan và coban được đưa vào polyme trong quá trình xử lý và sử dụng, phản ứng phân hủy oxy hóa của polyme sẽ được đẩy nhanh.
3. Phương pháp chống lão hóa vật liệu polyme
Hiện tại, các phương pháp chính để cải thiện và nâng cao đặc tính chống lão hóa của vật liệu polymer như sau:
Sự lão hóa của vật liệu polyme, đặc biệt là lão hóa quang oxy, trước tiên bắt đầu từ bề mặt của vật liệu hoặc sản phẩm, biểu hiện là sự đổi màu, bột, nứt, suy giảm độ bóng, sau đó dần dần vào bên trong.
Các sản phẩm mỏng có nhiều khả năng bị hỏng sớm hơn các sản phẩm dày, vì vậy tuổi thọ của sản phẩm có thể được kéo dài bằng cách làm dày các sản phẩm.
Đối với các sản phẩm dễ lão hóa, có thể phủ trên bề mặt hoặc phủ một lớp sơn chống chịu thời tiết tốt, hoặc lớp vật liệu tổng hợp chống chịu thời tiết tốt ở lớp ngoài của sản phẩm, để bề mặt sản phẩm được gắn một lớp của lớp bảo vệ, để trì hoãn quá trình lão hóa.
Trong quá trình tổng hợp hoặc chuẩn bị, nhiều vật liệu cũng có vấn đề lão hóa.Ví dụ, tác dụng của nhiệt trong quá trình trùng hợp, lão hóa oxy nhiệt trong quá trình xử lý, v.v.Theo đó, ảnh hưởng của oxy có thể được giảm thiểu bằng cách thêm các thiết bị khử oxy hoặc thiết bị hút chân không trong quá trình trùng hợp hoặc xử lý.
Tuy nhiên, phương pháp này chỉ có thể đảm bảo hiệu suất của vật liệu trong nhà máy và phương pháp này chỉ có thể được thực hiện từ nguồn chuẩn bị vật liệu, không thể giải quyết vấn đề lão hóa của nó trong quá trình xử lý và sử dụng lại.
Có những nhóm rất dễ lão hóa trong cấu trúc phân tử của nhiều vật liệu polymer, do đó, thông qua thiết kế cấu trúc phân tử của vật liệu, việc thay thế các nhóm không dễ lão hóa bằng các nhóm dễ lão hóa thường có tác dụng tốt.
Hoặc việc đưa các nhóm chức hoặc cấu trúc có tác dụng chống lão hóa vào chuỗi phân tử polyme bằng phương pháp ghép hoặc đồng trùng hợp, tạo cho vật liệu có chức năng chống lão hóa tuyệt vời, cũng là một phương pháp thường được các nhà nghiên cứu sử dụng nhưng giá thành cao. và nó không thể đạt được sản xuất và ứng dụng quy mô lớn.
Hiện nay, cách hiệu quả và phương pháp phổ biến để cải thiện khả năng chống lão hóa của vật liệu polymer là thêm chất phụ gia chống lão hóa, được sử dụng rộng rãi vì chi phí thấp và không cần thay đổi quy trình sản xuất hiện có.Có hai cách chính để thêm các chất phụ gia chống lão hóa này:
Bổ sung trực tiếp các chất phụ gia: các chất phụ gia chống lão hóa (dạng bột hoặc chất lỏng) và nhựa và các nguyên liệu thô khác được trộn và khuấy trực tiếp sau khi tạo hạt đùn hoặc ép phun, v.v. các nhà máy ép phun.
Phương pháp thêm masterbatch chống lão hóa: Trong các nhà sản xuất có yêu cầu cao hơn về chất lượng sản phẩm và độ ổn định chất lượng, việc thêm masterbatch chống lão hóa vào sản xuất là phổ biến hơn.
Masterbatch chống lão hóa là loại nhựa thích hợp làm chất mang, được trộn với nhiều loại phụ gia chống lão hóa hiệu quả, sau đó thông qua quá trình tạo hạt đồng đùn trục vít đôi, ưu điểm ứng dụng của nó nằm ở chất phụ gia chống lão hóa trong quá trình chuẩn bị dụng cụ masterbatch đầu tiên chất phân tán, quá muộn trong quá trình xử lý vật liệu, chất chống lão hóa được phân tán thứ cấp, Để đạt được mục đích phân tán đồng đều các chất trợ chất trong ma trận vật liệu polymer, không chỉ để đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định mà còn để tránh ô nhiễm bụi trong quá trình sản xuất, làm cho sản xuất xanh hơn và bảo vệ môi trường.
Thời gian đăng: 17-Aug-2022