1. Type de vieillissement des matériaux polymères
Matériaux polymères en cours de traitement, de stockage et d'utilisation, en raison de l'action globale de facteurs internes et externes, ses propriétés se détériorent progressivement, de sorte que la perte finale de valeur d'usage, ce phénomène appartient au vieillissement des matériaux polymères.
Cela entraîne non seulement un gaspillage de ressources, mais conduit même à des accidents plus importants en raison de sa défaillance fonctionnelle, et la décomposition des matériaux causée par son vieillissement peut également polluer l'environnement.
En raison des différentes variétés de polymères et des différentes conditions d'utilisation, il existe différents phénomènes et caractéristiques de vieillissement.En général, le vieillissement des matériaux polymères peut être classé dans les quatre types de changements suivants :
Changements d'apparence
Il y a des taches, des taches, des lignes argentées, des fissures, du glaçage, du poudrage, de la pilosité, du gauchissement, du fisheye, des plis, du rétrécissement, de la brûlure, de la distorsion optique et des changements de couleur optique.
Modifications des propriétés physiques
Y compris la solubilité, le gonflement, les propriétés rhéologiques et la résistance au froid, la résistance à la chaleur, la perméabilité à l'eau, la perméabilité à l'air et d'autres propriétés de changement.
Modifications des propriétés mécaniques
Résistance à la traction, résistance à la flexion, résistance au cisaillement, résistance aux chocs, allongement relatif, relaxation des contraintes, etc.
Modifications des propriétés électriques
Tels que la résistance de surface, la résistance de volume, la constante diélectrique, les changements de force de claquage électrique.
2. Facteurs provoquant le vieillissement des matériaux polymères
Parce que dans le traitement des polymères, le processus d'utilisation sera affecté par la chaleur, l'oxygène, l'eau, la lumière, les micro-organismes et les facteurs environnementaux tels que la combinaison du milieu chimique de sa composition chimique et de sa structure peut produire une série de changements, de mauvaises propriétés physiques correspondantes, telles que comme les cheveux durs, cassants, collants, la décoloration, la perte de force et ainsi de suite, ces changements et le phénomène s'appelle le vieillissement.
Le haut polymère sous l'action de la chaleur ou de la lumière formera des molécules excitées, lorsque l'énergie est suffisamment élevée, la chaîne moléculaire se brisera pour former des radicaux libres, les radicaux libres peuvent former une réaction en chaîne à l'intérieur du polymère, continuer à provoquer une dégradation, peuvent également provoquer réticulation.
Si de l'oxygène ou de l'ozone est présent dans l'environnement, une série de réactions d'oxydation peut être induite pour former des hydroperoxydes (ROOH), qui peuvent ensuite être décomposés en groupes carbonyle.
S'il y a des ions métalliques de catalyseur résiduels dans le polymère, ou si des ions métalliques tels que le cuivre, le fer, le manganèse et le cobalt sont introduits dans le polymère pendant le traitement et l'utilisation, la réaction de dégradation par oxydation du polymère sera accélérée.
3. Méthodes d'anti-vieillissement des matériaux polymères
À l'heure actuelle, les principales méthodes pour améliorer et renforcer les propriétés anti-âge des matériaux polymères sont les suivantes :
Le vieillissement des matériaux polymères, en particulier le vieillissement photo-oxygéné, commence d'abord à partir de la surface du matériau ou du produit, se manifestant par une décoloration, une poudre, une fissuration, une perte de brillance, puis progressivement vers l'intérieur.
Les produits minces sont plus susceptibles de tomber en panne plus tôt que les produits épais, de sorte que la durée de vie des produits peut être prolongée en épaississant les produits.
Pour des produits faciles à vieillir, peut être enduit sur la surface ou recouvert d'une couche de revêtement résistant aux intempéries, ou dans la couche externe du produit couche composite de matériau résistant aux intempéries, de sorte que la surface du produit attachée à une couche de couche protectrice, afin de retarder le processus de vieillissement.
Dans le processus de synthèse ou de préparation, de nombreux matériaux ont également le problème du vieillissement.Par exemple, l'effet de la chaleur dans le processus de polymérisation, le vieillissement thermique à l'oxygène dans le processus de traitement, etc.En conséquence, l'effet de l'oxygène peut être atténué en ajoutant des dispositifs de désoxygénation ou des dispositifs d'aspiration dans le processus de polymérisation ou de traitement.
Cependant, cette méthode ne peut garantir les performances du matériau qu'en usine, et cette méthode ne peut être mise en œuvre qu'à partir de la source de préparation du matériau, incapable de résoudre son problème de vieillissement dans le processus de retraitement et d'utilisation.
Il existe des groupes qui sont très faciles à vieillir dans la structure moléculaire de nombreux matériaux polymères, donc grâce à la conception de la structure moléculaire des matériaux, le remplacement des groupes qui ne sont pas faciles à vieillir par des groupes qui sont faciles à vieillir peut souvent jouer un bon effet.
Or l'introduction de groupements fonctionnels ou de structures à effet anti-âge sur la chaîne moléculaire du polymère par méthode de greffage ou de copolymérisation, conférant au matériau lui-même une excellente fonction anti-âge, est également une méthode souvent utilisée par les chercheurs, mais dont le coût est élevé, et il ne peut pas atteindre une production et une application à grande échelle.
À l'heure actuelle, le moyen efficace et la méthode courante pour améliorer la résistance au vieillissement des matériaux polymères consistent à ajouter des additifs anti-vieillissement, largement utilisés en raison de leur faible coût et de la nécessité de modifier le processus de production existant.Il existe deux manières principales d'ajouter ces additifs anti-âge :
Ajout direct d'additifs : les additifs anti-âge (poudre ou liquide) et la résine et d'autres matières premières sont directement mélangés et agités après la granulation par extrusion ou le moulage par injection, etc. En raison de sa simplicité, cette méthode d'ajout est largement utilisée dans de nombreux pompages et usines de moulage par injection.
Méthode d'ajout de mélange maître anti-âge : chez les fabricants ayant des exigences plus élevées en matière de qualité et de stabilité de la qualité des produits, il est plus courant d'ajouter un mélange maître anti-âge en production.
Le mélange maître anti-âge est une résine appropriée comme support, mélangée à une variété d'additifs anti-âge efficaces, puis grâce à la granulation de co-extrusion d'extrudeuse à double vis, ses avantages d'application résident dans les additifs anti-âge dans le processus de préparation des premiers outils de mélange maître l'agent anti-âge dispersé, si tard dans le processus de traitement des matériaux, obtient une dispersion secondaire, pour atteindre l'objectif de dispersion uniforme des auxiliaires dans la matrice de matériau polymère, non seulement pour assurer la qualité de la stabilité du produit, mais aussi pour éviter pollution par la poussière pendant la production, rendant la production plus verte et la protection de l'environnement.
Heure de publication : 17 août 2022