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Tecnologia de endurecimento e modificação de plástico, leia este é o suficiente!

Hora: 2023-04-24 09:28:05 Exitos : 10

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Hoje, os plásticos modificados assumem um papel cada vez mais importante na vida nacional, principalmente nos setores automotivo e de eletrodomésticos, onde desempenham um papel insubstituível. Para as muitas categorias de tecnologia de plásticos modificados, a tecnologia de endurecimento de plástico tem sido estudada e prestada atenção por círculos acadêmicos e industriais, porque a tenacidade do material muitas vezes desempenha um papel decisivo na aplicação do produto. Vou responder a várias perguntas sobre o endurecimento do plástico:


   1. Como a tenacidade dos plásticos é testada e avaliada?

 

   2. Qual é o princípio do endurecimento do plástico?

 

   3. Quais métodos de endurecimento estão disponíveis para plásticos?

 

   4. Quais são os agentes de endurecimento comumente usados?

 

   5. Como entender o endurecimento deve primeiro aumentar a capacidade?

 

Caracterização da tenacidade plástica

 

Quanto maior a rigidez do material é menos propenso à deformação, quanto maior a tenacidade é mais propenso à deformação.

 

A tenacidade, em oposição à rigidez, é uma propriedade que reflete a facilidade de deformação do objeto, quanto maior a rigidez do material menos propenso à deformação, maior a tenacidade é mais propenso à deformação. Geralmente, quanto maior a rigidez, a dureza do material, resistência à tração, módulo de tração (módulo de Young), resistência à flexão, módulo de flexão são maiores; inversamente, quanto maior a tenacidade, maior o alongamento na ruptura e a resistência ao impacto. A resistência ao impacto é a resistência da amostra ou da peça para suportar o impacto, geralmente se refere à energia absorvida pela amostra antes da ruptura. A resistência ao impacto varia com a forma da amostra, método de teste e condições da amostra e, portanto, não pode ser classificada como uma propriedade básica do material.

 

Os resultados obtidos de diferentes métodos de teste de impacto não são comparáveis

Métodos de teste de impacto, de acordo com a temperatura de teste, há impacto de temperatura ambiente, impacto de baixa temperatura e impacto de alta temperatura; de acordo com o estado de tensão da amostra, pode ser dividido em impacto de flexão - impacto de viga simples e viga cantilever, impacto de tração, impacto de torção e impacto de cisalhamento; de acordo com a energia utilizada e o número de impactos, pode ser dividido em um grande impacto de energia e um pequeno teste de impacto de energia. Materiais diferentes ou usos diferentes podem escolher diferentes métodos de teste de impacto e obter resultados diferentes, esses resultados não são comparáveis.

 

Mecanismo de endurecimento e fatores de influência dos plásticos

 

(A) Teoria da banda de cisalhamento de padrão de prata

 

No sistema de mistura de plásticos temperados com borracha, o papel das partículas de borracha é principalmente em dois aspectos:

Por um lado, como centro de concentração de tensão, induz a matriz a produzir um grande número de linhas prateadas e bandas de cisalhamento; por outro lado, controle o desenvolvimento das linhas de prata para que as linhas de prata terminem no tempo e não se desenvolvam em rachaduras destrutivas.

 

O campo de tensão no final do grão de prata pode induzir bandas de cisalhamento e fazer o grão de prata terminar. Também interrompe o desenvolvimento do prateamento quando se expande para a zona de cisalhamento. A geração e desenvolvimento de um grande número de Silverline e bandas de cisalhamento consomem uma grande quantidade de energia quando o material é submetido a tensões, tornando o material mais dúctil. O prateamento se manifesta macroscopicamente como um fenômeno de branqueamento por tensão, enquanto o cisalhamento está associado a um estriamento fino, que varia em diferentes substratos plásticos.

 

Por exemplo, a tenacidade da matriz HIPS é pequena, prateada, clareamento de tensão, aumento de volume de prateação, a dimensão transversal é basicamente inalterada, resistente à tração sem pescoço fino; PVC endurecido, a tenacidade da matriz é grande, o escoamento é causado principalmente pela banda de cisalhamento, há um pescoço fino, sem branqueamento de tensão; HIPS/PPO, prateado, banda de cisalhamento ocupa uma proporção significativa, pescoço fino e fenômeno de clareamento de estresse ao mesmo tempo.

 

(B) os fatores que afetam o efeito do endurecimento plástico são principalmente três pontos

1, as características da resina de base

A pesquisa mostra que melhorar a tenacidade da resina da matriz é propício para melhorar o efeito de endurecimento dos plásticos endurecidos, melhorar a tenacidade da resina da matriz pode ser alcançado através das seguintes maneiras: aumentar o peso molecular da resina da matriz, de modo que o peso molecular a distribuição torna-se estreita; melhorar a tenacidade controlando se cristalização e cristalinidade, tamanho de cristal e forma de cristal. Por exemplo, agentes nucleantes são adicionados ao PP para aumentar a taxa de cristalização e refinar os cristais, melhorando assim a tenacidade à fratura.

 

2、Propriedades e dosagem do agente de endurecimento

(1) o efeito do tamanho de partícula de fase dispersa do agente de endurecimento - para plásticos elastoméricos endurecidos, as características da resina de base são diferentes, o melhor valor do tamanho de partícula de fase dispersa do elastômero não é o mesmo. Por exemplo, o melhor tamanho de partícula de borracha em HIPS é de 0.8 ~ 1.3 μm, o melhor tamanho de partícula em ABS é de cerca de 0.3 μm e o melhor tamanho de partícula em ABS modificado por PVC é de cerca de 0.1 μm.

(2) Influência da dosagem do agente de endurecimento - Existe um valor ótimo de adição do agente de endurecimento, que está relacionado ao parâmetro de espaçamento das partículas.

(3) O efeito da temperatura de transição vítrea do agente de endurecimento - geralmente quanto menor a temperatura de transição vítrea do elastômero, melhor o efeito de endurecimento.

(4) A influência da resistência interfacial do agente de endurecimento e da resina de base - sistemas diferentes, a influência da resistência de ligação interfacial no efeito de endurecimento varia.

(5) A influência da estrutura do agente de endurecimento elastomérico - e tipo de elastômero, grau de reticulação, etc.

 

3, a força de ligação entre as duas fases

Uma boa ligação entre as duas fases pode fazer com que o estresse seja efetivamente transferido entre as fases para consumir mais energia, melhor o desempenho geral do macroplástico, especialmente a melhoria mais significativa na resistência ao impacto. Normalmente essa força de ligação pode ser entendida como a interação entre as duas fases, copolimerização de enxerto e copolimerização em bloco é um método típico para aumentar a força de ligação das duas fases, a diferença é que elas formam uma ligação química através de síntese química, como enxerto copolímeros HIPS, ABS, copolímeros em bloco SBS, poliuretano.

 

Para agentes de endurecimento para endurecer plásticos, pertence ao método de composição física. O sistema de mistura ideal deve ser dois componentes são parcialmente compatíveis e cada fase, há uma camada interfacial entre as fases, na camada interfacial das duas cadeias moleculares poliméricas se difundem, há um claro gradiente de concentração, aumentando a compatibilidade entre os componentes misturados, para que tenham uma boa ligação e, em seguida, aumentem a difusão da difusão da interface, aumentem a espessura da camada interfacial. Esta é a tecnologia chave para o endurecimento de plásticos e preparação de ligas de polímeros - tecnologia de compatibilidade de polímeros!

 

Quais condições requerem endurecimento? Quais são os métodos?

 

(A) Qual é a necessidade de endurecimento

 

1, a própria resina sintética não é resistente o suficiente, precisa melhorar a resistência para atender à demanda, como GPPS, homopolímero PP, etc.

 

2, melhore significativamente a tenacidade do plástico, para alcançar super tenacidade, ambiente de baixa temperatura, requisitos de uso a longo prazo, como nylon super resistente.

 

3, a resina foi preenchida, retardante de chama e outras modificações causadas pelo declínio no desempenho do material, neste momento deve ser endurecimento eficaz.

 

(B) como dividir o método de endurecimento de plástico

 

1, endurecimento do elastômero de borracha: EPR (etileno propileno dieno), EPDM (EPDM), borracha de butadieno (BR), borracha natural (NR), borracha de isobutileno (IBR), borracha de nitrilo (NBR), etc., aplicável a todas as resinas plásticas modificação de endurecimento.

 

2, endurecimento de elastômero termoplástico: SBS, SEBS, POE, TPO, TPV, etc., usado principalmente para poliolefina ou endurecimento de resina não polar, para poliéster, poliamida e outro grupo funcional polar contendo endurecimento de polímero precisa adicionar um compatibilizador.

 

3, copolímeros núcleo-casca e endurecimento terpolímero reativo: ACR (acrilatos), MBS (copolímero acrilato de metila - butadieno - estireno), PTW (copolímero de etileno - acrilato de butila - metacrilato de glicidila), E-MA - GMA (copolímero de etileno - acrilato de metila - copolímero de metacrilato de glicidil), etc., usado principalmente em plásticos de engenharia e polímeros resistentes a altas temperaturas Liga de endurecimento.

 

4, endurecimento de mistura de plástico de alta tenacidade: PP/PA, PP/ABS, PA/ABS, HIPS/PPO, PPS/PA, PC/ABS, PC/PBT, etc., a tecnologia de liga de polímero é uma maneira importante de preparar alta tenacidade plásticos de engenharia.

 

5, outras formas de endurecimento: endurecimento de nanopartículas (como nano-CaCO3), endurecimento de resina de sarin (ionômero de metal DuPont), etc.;

 

Plásticos gerais são geralmente obtidos por polimerização de adição de radicais livres, cadeia principal molecular e cadeia lateral não contém grupos polares, endurecidos pela adição de partículas de borracha e partículas de elastômero podem obter um melhor efeito de endurecimento; e os plásticos de engenharia são geralmente obtidos por polimerização por condensação, cadeia lateral de cadeia molecular ou grupos terminais contêm grupos polares, endurecidos pela adição de borracha funcionalizada ou partículas de elastômero de maior tenacidade.

ResinaAgentes de endurecimento comumente usadosAgentes de endurecimento comumente usados ​​para modificação de endurecimento
PoliolefinaNR,EPR,EPDM,SBS,SEBS,EVAPOE,EPDM
PVCNBR,MBS,CPE,TPU,ABS,ACRCPE,ACR
ABSCPE, ACR, alta goma em pópó de goma alta
PCMBS, borracha de acrilato contendo siliconeMBS
PBT/PETE-GMA,EPDM-GMA,POE-GMA,copolímeros Core-shell, ionômerosPOE-GMA,E-MA-GMA
PA

NBR, EPDM, SBS, SEBS e POE e seu correspondente copolímero de enxerto, copolímero de núcleo-casca

.UHMWPE, FITA

POE-MA,SEBS-MA,EPDM-MA
PPOHIPS,SEBS-MA,POE-MAHIPS
PPSSEBS-MA,HDPE-MA,TLCP,ionômero,PTFE,E-MA-GMASEBS-MA,E-MA-

Como entender a chave para o endurecimento é aumentar a capacidade?

 

De um modo geral, os plásticos absorvem e dissipam energia no processo de descolagem interfacial, cavitação e cisalhamento da matriz quando submetidos a forças externas, exceto resinas plásticas apolares que podem ser endurecidas pela adição direta de partículas elastoméricas com boa compatibilidade (princípio de compatibilidade semelhante). , outras resinas polares precisam de capacitância efetiva para atingir o objetivo final de endurecimento. Vários tipos de copolímeros de enxerto mencionados anteriormente como agentes de endurecimento terão fortes interações com o substrato, por exemplo:

 

(1) Endurecimento com tipo de grupo funcional epóxi: o grupo epóxi abre o anel e então reage com o grupo hidroxila terminal do polímero, grupo carboxila ou grupo amina em uma reação de adição.

 

(2) Endurecimento núcleo-casca: o grupo funcional externo é totalmente compatível com o componente e a borracha desempenha um efeito de endurecimento.

 

(3) Endurecimento do tipo ionômero: com a ajuda da complexação entre íons metálicos e raízes de ácido carboxílico de cadeias de polímeros para formar uma rede física reticulada, desempenhando assim um papel de endurecimento.

 

 De fato, se o agente de endurecimento for considerado uma classe de polímeros, é possível estender esse princípio de capacitação para todas as misturas de polímeros. A tabela a seguir, a preparação industrial de misturas de polímeros úteis, capacitância reativa é a tecnologia que devemos usar, então o agente de endurecimento tem um significado diferente, "compatibilizador de endurecimento", "emulsificante de interface" o título é particularmente gráfico!

 

Em resumo, o endurecimento do plástico, seja para plásticos cristalinos ou plásticos amorfos igualmente importantes, e de plásticos de uso geral, plásticos de engenharia a plásticos de engenharia especiais para melhorar gradualmente sua resistência ao calor, o preço de custo também está aumentando, de modo que a resistência ao calor do endurecimento agentes, resistência ao envelhecimento, etc. apresentam requisitos mais elevados, mas também na tecnologia de endurecimento de modificação de plástico um grande teste, e o mais importante é também o mais crítico é a matriz e os componentes para manter uma boa compatibilidade!