Mathau sy'n heneiddio, profion heneiddio a dulliau gwrth-heneiddio o ddeunyddiau polymer
01 Statws presennol datblygiad deunyddiau polymer
Mae deunyddiau polymer, oherwydd eu priodweddau rhagorol megis pwysau ysgafn, cryfder uchel, ymwrthedd tymheredd, a gwrthsefyll cyrydiad, bellach yn cael eu defnyddio'n eang mewn llawer o feysydd megis gweithgynhyrchu pen uchel, gwybodaeth electronig, cludiant, cadwraeth ynni adeiladu, awyrofod a chenedlaethol. diwydiannau amddiffyn a milwrol. chwarae rhan enfawr.
Mae nid yn unig yn ddiwydiant sylfaenol pwysig o'r economi genedlaethol, ond hefyd yn ddiwydiant blaenllaw yn y wlad;
Mae nid yn unig yn ddiwydiant strategol sy'n dod i'r amlwg yn y diwydiant petrocemegol, ond hefyd yn ddeunydd ategol pwysig ar gyfer diwydiannau sy'n dod i'r amlwg yn strategol megis gwybodaeth electronig, awyrofod, amddiffyn cenedlaethol, ac ynni newydd;
Nid yn unig y mae ganddo gynnwys technolegol uchel a gwerth ychwanegol uchel, mae hefyd yn gyfeiriad pwysig ar gyfer trawsnewid ac uwchraddio'r diwydiant petrocemegol.
Felly, mae deunyddiau polymer bob amser wedi bod yn faes datblygu y mae gwledydd datblygedig a chwmnïau rhyngwladol yn rhoi pwys mawr arno. Mae hyn nid yn unig yn darparu gofod marchnad eang ar gyfer y diwydiant deunyddiau polymer newydd, ond hefyd yn cyflwyno gofynion uwch ar gyfer ei berfformiad ansawdd, lefel dibynadwyedd, a galluoedd cymorth.
Felly, mae sut i wneud y mwyaf o swyddogaethau cynhyrchion deunydd polymer yn seiliedig ar egwyddorion cadwraeth ynni, carbon isel a datblygiad ecolegol wedi denu mwy a mwy o sylw. Mae heneiddio yn ffactor pwysig sy'n effeithio ar ddibynadwyedd a gwydnwch deunyddiau polymer.
02 Mathau o ddeunyddiau polymer sy'n heneiddio
Yn ystod prosesu, storio a defnyddio deunyddiau polymer, oherwydd effeithiau cyfunol ffactorau mewnol ac allanol, mae eu priodweddau'n dirywio'n raddol ac yn y pen draw yn colli eu gwerth defnydd. Mae'r ffenomen hon yn perthyn i heneiddio deunyddiau polymer.
Mae hyn nid yn unig yn achosi gwastraff adnoddau, ond gall hyd yn oed arwain at ddamweiniau mwy oherwydd methiant swyddogaethol, a gall dadelfennu deunyddiau a achosir gan heneiddio hefyd lygru'r amgylchedd.
Oherwydd gwahanol fathau o bolymerau a gwahanol amodau defnydd, mae ganddynt wahanol ffenomenau a nodweddion heneiddio. Yn gyffredinol, gellir dosbarthu heneiddio deunyddiau polymer i'r pedwar math o newidiadau canlynol:
1. Newidiadau mewn ymddangosiad
Ymddangosiad staeniau, smotiau, rhediadau, craciau, blodeuo, sialc, gludiogrwydd, ysfa, llygaid pysgod, crychau, crebachu, crasboeth, ystumiad optegol, a newidiadau mewn lliw optegol.
2. Newidiadau mewn priodweddau ffisegol
Gan gynnwys newidiadau mewn hydoddedd, chwyddo, priodweddau rheolegol, ymwrthedd oer, ymwrthedd gwres, athreiddedd dŵr, athreiddedd aer ac eiddo eraill.
3. Newidiadau mewn priodweddau mecanyddol
Newidiadau mewn cryfder tynnol, cryfder hyblyg, cryfder cneifio, cryfder effaith, elongation cymharol, ymlacio straen ac eiddo eraill.
4. Newidiadau mewn priodweddau trydanol
Megis newidiadau mewn ymwrthedd arwyneb, ymwrthedd cyfaint, cysonyn dielectrig, cryfder dadansoddiad trydanol, ac ati.
03 Ffactorau sy'n achosi i ddeunyddiau polymer heneiddio
1. Dadansoddiad macro
Oherwydd yn ystod prosesu a defnyddio polymerau, byddant yn destun effeithiau cyfunol ffactorau amgylcheddol megis gwres, ocsigen, dŵr, golau, micro-organebau, a chyfryngau cemegol. Bydd eu cyfansoddiad cemegol a'u strwythur yn destun cyfres o newidiadau, a bydd eu priodweddau ffisegol hefyd yn newid yn unol â hynny. Dirywiad, megis caledwch, gludiogrwydd, brau, afliwiad, colli cryfder, ac ati. Gelwir y newidiadau a'r ffenomenau hyn yn heneiddio.
2. Dadansoddiad microsgopig
Bydd polymerau moleciwlaidd uchel yn ffurfio moleciwlau cyflwr cynhyrfus o dan weithred gwres neu olau. Pan fydd yr egni yn ddigon uchel, bydd y cadwyni moleciwlaidd yn torri i ffurfio radicalau rhydd. Gall y radicalau rhydd ffurfio adweithiau cadwyn y tu mewn i'r polymer, parhau i achosi diraddio, a gallant achosi croesgysylltu.
Os oes ocsigen neu osôn yn bresennol yn yr amgylchedd, bydd cyfres o adweithiau ocsideiddio yn cael eu hysgogi i ffurfio hydroperocsidau (ROOH), a fydd yn dadelfennu ymhellach yn grwpiau carbonyl.
Os oes ïonau metel catalydd gweddilliol yn y polymer, neu os cyflwynir ïonau metel megis copr, haearn, manganîs, cobalt, ac ati yn ystod prosesu a defnyddio, bydd adwaith diraddio ocsideiddiol y polymer yn cael ei gyflymu.
04 Prawf heneiddio
Wrth ddatblygu neu wella deunyddiau newydd, er mwyn gwirio eu bywyd gwasanaeth neu effaith gwrth-heneiddio, mae angen profion heneiddio. Mae profion heneiddio cyffredin yn cynnwys heneiddio naturiol a heneiddio carlam labordy.
1.Natural heneiddio
Heneiddio naturiol yw datgelu'r sampl deunydd yn uniongyrchol i'r amgylchedd naturiol. Fel arfer gosodir y sampl ar y rac amlygiad ar ongl benodol. Onglau amlygiad cyffredin yw 5 gradd , 45 gradd , a 90 gradd . Mae safonau profi perthnasol yn cynnwys Plastigau ISO 877 - Dulliau o ddod i gysylltiad â phelydriad solar; ISO2810 Paentiau a farneisiau - Hindreulio haenau yn naturiol - Amlygiad ac asesiad; Arfer Safonol ASTMG7 ar gyfer Profi Amlygiad Amgylcheddol Atmosfferig o Ddeunyddiau Anfetelaidd, ac ati.
Mae'r dull prawf heneiddio naturiol yn syml ac yn gost isel, ond mae ei gylch prawf yn rhy hir, sy'n effeithio ar gynnydd optimeiddio dylunio cynnyrch. Ar ben hynny, gan ei fod yn amgylchedd naturiol ac na ellir rheoli'r amodau hinsawdd, er mwyn sicrhau atgynhyrchu canlyniadau'r profion, mae dewis y safle prawf yn arbennig o bwysig. Sefydlodd yr Unol Daleithiau faes hinsawdd naturiol yn Ne Florida ym 1931, sy'n faes amlygiad hinsawdd poeth a llaith safonol yn yr Unol Daleithiau. Mae'r safle prawf a sefydlwyd yng nghanol Arizona yn safle amlygiad gwres sych safonol. Mae Safle Prawf Datguddio Turpan Canolfan Goruchwylio ac Arolygu Ansawdd Cynnyrch Cerbydau Modur Cenedlaethol fy ngwlad hefyd yn safle amlygiad hinsawdd sych a phoeth nodweddiadol. Mae'r tymheredd uchaf yn ardal Turpan o fis Mai i fis Awst yn uwch na 40 gradd, y tymheredd uchaf eithafol yw 49.6 gradd, a dim ond 8 mm yw'r dyodiad blynyddol cyfartalog. Mae gan y maes amlygiad yn Qionghai, Hainan amodau hinsawdd poeth a llaith nodweddiadol. Y tymheredd cyfartalog blynyddol yw 27.4 gradd, ac mae'r dyodiad blynyddol cyfartalog mor uchel â 2134 mm.
2. Cyflymu heneiddio yn y labordy
Er mwyn cyflymu'r cylch prawf a chael data heneiddio yn gyflymach, mae'r labordy fel arfer yn defnyddio ffynonellau golau artiffisial i efelychu ymbelydredd solar, yn cyd-fynd â gwahanol amodau tymheredd, lleithder a glaw, ac ati, a gall efelychu hinsoddau naturiol amrywiol.
1) Dewis ffynhonnell golau
Mae ffynonellau golau artiffisial a ddefnyddir yn gyffredin yn cynnwys lampau arc xenon, lampau halid metel a lampau fflwroleuol uwchfioled. Gall lampau fflwroleuol UV efelychu golau'r haul yn dda iawn yn yr ystodau UV tonnau canolig a thonfedd fer UV. Gall lampau arc Xenon a lampau halid metel efelychu golau'r haul yn dda iawn yn y sbectrwm llawn. Felly, gall siambrau prawf sy'n defnyddio lampau xenon a lampau halid metel fel ffynonellau golau efelychu ymbelydredd golau'r haul yn dda, tra na fwriedir i siambrau heneiddio sy'n defnyddio lampau uwchfioled fflwroleuol efelychu golau'r haul, ond dim ond efelychu effaith heneiddio golau'r haul. Yn ogystal, mae blychau heneiddio ar y farchnad sy'n defnyddio lampau arc carbon fel ffynhonnell golau. Fodd bynnag, nid oes gan y sbectrwm arc carbon gydberthynas dda â sbectrwm golau'r haul, ac mae'r defnydd o brofion lamp arc carbon am resymau hanesyddol.
2) Perthnasedd heneiddio carlam
Mae cydberthynas yn cyfeirio at raddau'r cysondeb rhwng y canlyniadau heneiddio carlam yn y labordy a chanlyniadau heneiddio'r deunydd yn yr amgylchedd defnydd gwirioneddol. Dim ond pan fydd y prawf heneiddio carlam yn berthnasol y gall wirioneddol adlewyrchu ymwrthedd tywydd y deunydd a rhagweld bywyd gwasanaeth y deunydd yn wirioneddol. Bydd profion carlam afresymol yn lleihau perthnasedd y prawf a hyd yn oed yn colli ei ystyr.
3) Y duedd datblygu o heneiddio carlam mewn labordai
Fel y soniwyd ar y dechrau, mae'r ffactorau sy'n dylanwadu ar heneiddio deunydd yn cynnwys ymbelydredd solar, tymheredd, dŵr a ffactorau eraill. Mae heneiddio deunyddiau yn ganlyniad gweithredu ar y cyd y ffactorau hyn, ond nid yw'n arosodiad syml o effeithiau amrywiol ffactorau. Mae angen ystyried y synergedd rhyngddynt hefyd. Felly, gall efelychiad mwy cynhwysfawr o amgylchedd defnydd gwirioneddol y deunydd arwain at ganlyniadau perthnasol gwell. Er enghraifft, yn ôl safon ISO 20340, mae'r prawf yn seiliedig ar gylchred o 7 diwrnod. Ar y 1af i'r 3ydd diwrnod, perfformir prawf UV gyda chylchred golau a thywyll yn unol ag ISO 11507. Ar y 4ydd i'r 6ed diwrnod, perfformir prawf chwistrellu halen yn unol ag ISO 9227. Ar y 7fed diwrnod ({{9}). } Prawf tymheredd isel o ±2) gradd. O'i gymharu â'r prawf gwrthsefyll tywydd traddodiadol, mae'n integreiddio mwy o ffactorau sy'n dylanwadu ar heneiddio ac mae'n fwy unol ag amodau defnydd gwirioneddol y deunydd, felly gall adlewyrchu heneiddio gwirioneddol y deunydd yn well. Gwyddom fod llwydni, crynodiad osôn, ac ati i gyd yn cael effaith bwysig ar heneiddio cynhyrchion plastig. Bydd sut i integreiddio mwy o ffactorau heneiddio mewn profion yn un o gyfeiriadau datblygu heneiddio carlam mewn labordai.
05 Dulliau ar gyfer gwrth-heneiddio deunyddiau polymer
Ar hyn o bryd, mae'r prif ddulliau o wella a gwella priodweddau gwrth-heneiddio deunyddiau polymer yn cynnwys y canlynol:
1. Amddiffyniad corfforol (fel tewychu, paentio, cyfansawdd haen allanol, ac ati)
Mae heneiddio deunyddiau polymer, yn enwedig heneiddio ffotocsigen, yn dechrau o wyneb y deunydd neu'r cynnyrch yn gyntaf, gan amlygu fel afliwiad, powdr, cracio, colli sglein, ac ati, ac yna'n raddol yn treiddio'n ddyfnach i'r tu mewn. Mae cynhyrchion tenau yn fwy tebygol o fethu'n gynamserol na chynhyrchion trwchus, felly gellir ymestyn oes gwasanaeth y cynnyrch trwy dewychu'r cynnyrch. Ar gyfer cynhyrchion sy'n dueddol o heneiddio, gallwch gymhwyso haen o orchudd ag ymwrthedd tywydd da ar yr wyneb, neu gyfuno haen o ddeunydd â gwrthiant tywydd da ar haen allanol y cynnyrch i atodi haen amddiffynnol i wyneb y cynnyrch. Arafwch y broses heneiddio.
2. Gwella technoleg prosesu
Mae llawer o ddeunyddiau hefyd yn cael problemau heneiddio yn ystod y broses synthesis neu baratoi. Er enghraifft, dylanwad gwres yn ystod polymerization, heneiddio ocsigen thermol yn ystod prosesu, ac ati Yn gyfatebol, gellir lliniaru effaith ocsigen trwy ychwanegu dyfais tynnu ocsigen neu ddyfais gwactod yn ystod polymerization neu brosesu. Fodd bynnag, dim ond pan fydd yn gadael y ffatri y gall y dull hwn warantu perfformiad y deunydd, a dim ond o ffynhonnell paratoi deunydd y gellir gweithredu'r dull hwn, ac ni all ddatrys y broblem heneiddio yn ystod ei ailbrosesu a'i ddefnyddio.
3. Dyluniad strwythurol neu addasu deunyddiau polymer
Mae llawer o ddeunyddiau polymer yn cynnwys grwpiau sy'n agored iawn i heneiddio yn eu strwythur moleciwlaidd. Felly, trwy ddyluniad strwythur moleciwlaidd y deunydd, gall disodli'r grwpiau sy'n dueddol o heneiddio gyda grwpiau nad ydynt yn dueddol o heneiddio gyflawni canlyniadau da yn aml. Neu, gellir cyflwyno grwpiau swyddogaethol neu strwythurau ag effeithiau gwrth-heneiddio i'r gadwyn bolymer trwy impio neu gopolymerization, gan roi swyddogaethau gwrth-heneiddio rhagorol i'r deunydd ei hun. Mae hwn hefyd yn ddull a ddefnyddir yn aml gan ymchwilwyr, ond mae'r gost yn gymharol uchel. Ni ellir cyflawni cynhyrchiad a chymhwysiad uchel, ar raddfa fawr am y tro.
4. Ychwanegu ychwanegion gwrth-heneiddio
Ar hyn o bryd, ffordd effeithiol a chyffredin o wella ymwrthedd heneiddio deunyddiau polymer yw ychwanegu ychwanegion gwrth-heneiddio, a ddefnyddir yn eang oherwydd eu cost isel ac absenoldeb newidiadau i brosesau cynhyrchu presennol. Mae dwy brif ffordd o ychwanegu'r ychwanegion gwrth-heneiddio hyn:
Dull ychwanegu ychwanegion yn uniongyrchol: hynny yw, mae'r ychwanegyn gwrth-heneiddio (powdr neu hylif) yn cael ei gymysgu'n uniongyrchol a'i droi â deunyddiau crai fel resin, ac yna'n cael ei allwthio ar gyfer gronynniad neu fowldio chwistrellu, ac ati Oherwydd bod y dull adio hwn yn syml ac yn hawdd i'w weithredu, fe'i defnyddir yn eang gan y mwyafrif o ffatrïoedd peledu a mowldio chwistrellu.
Dull ychwanegu masterbatch gwrth-heneiddio: Mae gweithgynhyrchwyr â gofynion uwch ar gyfer ansawdd y cynnyrch a sefydlogrwydd ansawdd yn amlach yn defnyddio'r dull o ychwanegu masterbatch gwrth-heneiddio yn ystod y cynhyrchiad. Mae masterbatch gwrth-heneiddio yn cael ei sicrhau trwy ddefnyddio resin addas fel cludwr, wedi'i gymysgu ag amrywiaeth o ychwanegion gwrth-heneiddio effeithlon, ac yna'n cael ei gyd-allwthio a'i gronynnu gan allwthiwr twin-screw. Mae ei fantais ymgeisio yn gorwedd yn y defnydd o ychwanegion gwrth-heneiddio yn y broses baratoi masterbatch. Yn gyntaf, cyflawnir cyn-gwasgariad, ac yna yn y broses brosesu deunydd ddiweddarach, mae'r ychwanegion gwrth-heneiddio yn wasgaredig eilaidd, gan gyflawni pwrpas gwasgariad unffurf yr ychwanegion yn y matrics deunydd polymer, sydd nid yn unig yn sicrhau sefydlogrwydd ansawdd y cynnyrch, ond hefyd Mae'n osgoi llygredd llwch wrth gynhyrchu, gan wneud cynhyrchu yn fwy gwyrdd ac ecogyfeillgar.