高分子材料の知識共有

1.高分子材料の経年変化タイプ

ポリマー材料は、加工、保管、使用の過程で、内的および外的要因の包括的な作用により、その特性が徐々に低下し、最終的に使用価値が失われます。この現象はポリマー材料の老化に属します。

資源の無駄遣いだけでなく、機能不全による事故の増加や、経年劣化による素材の分解による環境汚染の可能性もあります。

ポリマーの種類と使用条件が異なるため、老化現象と特性が異なります。一般に、高分子材料の経年変化は、次の 4 種類の変化に分類できます。

見た目の変化

シミ、シミ、銀線、ひび割れ、曇り、粉吹き、毛羽立ち、反り、魚目、シワ、縮み、焼け、光学的歪み、光学的色の変化があります。

物性変化

溶解性、膨潤性、レオロジー特性、耐寒性、耐熱性、透水性、通気性などの変化の特性を含みます。

機械的性質の変化

引張強度、曲げ強度、せん断強度、衝撃強度、相対伸び、応力緩和など

電気特性の変化

表面抵抗、体積抵抗、誘電率、絶縁破壊強度などの変化。

2. 高分子材料の老化要因

ポリマー処理では、使用プロセスが熱、酸素、水、光、微生物、化学媒体などの環境要因の影響を受けるため、その化学組成と構造の組み合わせが一連の変化、対応する悪い物理的特性などを生み出す可能性があります。髪が硬くなる、もろくなる、ベタつく、変色する、力が入らなくなるなど、これらが変化し、この現象をエイジングと呼びます。

熱または光の作用下の高分子は励起分子を形成し、エネルギーが十分に高い場合、分子鎖が壊れてフリーラジカルを形成し、フリーラジカルがポリマー内部で連鎖反応を形成し、劣化を引き起こし続け、架橋。

酸素またはオゾンが環境に存在する場合、一連の酸化反応が誘導されてヒドロペルオキシド (ROOH) が形成され、さらにカルボニル基に分解される可能性があります。

ポリマー中に触媒金属イオンが残存していたり​​、加工や使用中に銅、鉄、マンガン、コバルトなどの金属イオンがポリマーに混入したりすると、ポリマーの酸化分解反応が加速されます。

3. 高分子材料の老化防止方法

現在、ポリマー材料の老化防止特性を改善および強化する主な方法は次のとおりです。

高分子材料の劣化、特に光酸素劣化は、まず材料や製品の表面から始まり、変色、粉化、ひび割れ、光沢の低下などを経て、徐々に内部へと進行します。

薄い製品は厚い製品よりも早く故障する可能性が高いため、製品を厚くすることで製品の寿命を延ばすことができます。

老化しやすい製品の場合、表面をコーティングするか、耐候性に優れたコーティングの層でコーティングするか、製品の外側の層に耐候性に優れた材料の複合層をコーティングして、製品の表面が層に付着するようにすることができます老化プロセスを遅らせるために、保護層の。

合成または調製の過程で、多くの材料も老化の問題を抱えています。例えば、重合工程における熱の影響、加工工程における熱酸素老化など。従って、酸素の影響は、重合または加工プロセスにおいて脱酸素装置または真空装置を追加することによって緩和することができる。

ただし、この方法は工場での材料の性能を保証することしかできず、この方法は材料の準備のソースからのみ実装することができ、再処理および使用の過程での老化の問題を解決することはできません.

多くの高分子材料の分子構造には、非常に老化しやすい基が存在するため、材料の分子構造設計において、老化しにくい基を老化しやすい基に置き換えることで、効果を発揮することがよくあります。

あるいは、ポリマー分子鎖にアンチエイジング効果のある官能基や構造をグラフト化や共重合法で導入し、材料自体に優れたアンチエイジング機能を持たせる方法も研究者によく使われる方法ですが、コストが高く、大規模な生産と応用を達成することはできません。

現在、ポリマー材料の耐老化性を改善する効果的な方法と一般的な方法は、老化防止添加剤を添加することです。これは、低コストで既存の製造プロセスを変更する必要がないため、広く使用されています。これらのアンチエイジング添加剤を追加するには、主に 2 つの方法があります。

添加剤の直接添加: 老化防止添加剤 (粉末または液体) と樹脂およびその他の原材料を、押出造粒または射出成形などの後に直接混合および攪拌します。この添加方法は、単純であるため、多くのポンピングおよび射出成形工場。

アンチエイジング マスターバッチの添加方法: 製品の品質と品質の安定性に対する要求が高いメーカーでは、製造時にアンチエイジング マスターバッチを添加するのが一般的です。

アンチエイジングマスターバッチは、さまざまな効果的なアンチエイジング添加剤と混合されたキャリアとしての適切な樹脂であり、その後、二軸スクリュー押出機の共押出造粒により、その適用の利点は、マスターバッチの最初の実装を準備するプロセスにおけるアンチエイジング添加剤にあります材料処理のプロセスの後半に分散した老化防止剤は、二次分散を取得します。製品の安定性の品質を確保するだけでなく、回避するために、ポリマー材料マトリックスに助剤を均一に分散させるという目的を達成します。生産中の粉塵汚染により、生産がよりグリーンで環境保護になります。