แบ่งปันความรู้ด้านวัสดุพอลิเมอร์

1. วัสดุพอลิเมอร์ประเภทอายุ

วัสดุพอลิเมอร์ในกระบวนการแปรรูป การจัดเก็บ และการใช้งาน เนื่องจากปัจจัยภายในและภายนอกอย่างครอบคลุม คุณสมบัติของวัสดุจะค่อยๆ เสื่อมสภาพลง ดังนั้นการสูญเสียมูลค่าการใช้งานขั้นสุดท้าย ปรากฏการณ์นี้เป็นของอายุของวัสดุพอลิเมอร์

สิ่งนี้ไม่เพียงทำให้เกิดการสิ้นเปลืองทรัพยากร แต่ยังนำไปสู่อุบัติเหตุที่มากขึ้นเนื่องจากการทำงานล้มเหลว และการสลายตัวของวัสดุที่เกิดจากอายุของวัสดุยังอาจก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย

เนื่องจากโพลิเมอร์หลากหลายชนิดและเงื่อนไขการใช้งานที่แตกต่างกัน จึงมีปรากฏการณ์และลักษณะการแก่ชราที่แตกต่างกันโดยทั่วไป การเสื่อมสภาพของวัสดุพอลิเมอร์สามารถจำแนกตามการเปลี่ยนแปลงได้ 4 ประเภทดังต่อไปนี้:

การเปลี่ยนแปลงรูปลักษณ์

มีรอยเปื้อน, รอยเปื้อน, เส้นสีเงิน, รอยแตก, เปลือกน้ำฅาล, แป้ง, ขน, บิดเบี้ยว, ฟิชอาย, รอยย่น, การหดตัว, การเผาไหม้, การบิดเบือนทางแสงและการเปลี่ยนแปลงของสีทางแสง

การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพ

รวมถึงความสามารถในการละลาย การพองตัว คุณสมบัติการไหลและความต้านทานต่อความเย็น การทนความร้อน การซึมผ่านของน้ำ การซึมผ่านของอากาศ และการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติอื่นๆ

การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกล

ความต้านทานแรงดึง, ความต้านทานแรงดัด, ความต้านทานแรงเฉือน, แรงกระแทก, การยืดตัวสัมพัทธ์, การคลายความเครียด ฯลฯ

การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางไฟฟ้า

เช่น ความต้านทานพื้นผิว ความต้านทานปริมาตร ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก การเปลี่ยนแปลงความแข็งแรงของการสลายตัวทางไฟฟ้า

2. ปัจจัยที่ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของวัสดุพอลิเมอร์

เนื่องจากในกระบวนการแปรรูปโพลิเมอร์ กระบวนการใช้งานจะได้รับผลกระทบจากความร้อน ออกซิเจน น้ำ แสง จุลินทรีย์ และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น การผสมผสานตัวกลางทางเคมีขององค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างของมัน ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ซึ่งมีคุณสมบัติทางกายภาพที่ไม่ดีตามมา เช่น เนื่องจากเส้นผมแข็ง เปราะ เหนียว เปลี่ยนสี สูญเสียความแข็งแรง และอื่นๆ การเปลี่ยนแปลงและปรากฏการณ์เหล่านี้เรียกว่าความชรา

พอลิเมอร์สูงภายใต้การกระทำของความร้อนหรือแสงจะก่อตัวเป็นโมเลกุลที่กระตุ้น เมื่อพลังงานสูงเพียงพอ สายโซ่โมเลกุลจะแตกตัวเป็นอนุมูลอิสระ อนุมูลอิสระสามารถก่อตัวเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ภายในโพลิเมอร์ ทำให้เกิดการย่อยสลายต่อไปได้ และยังอาจก่อให้เกิด การเชื่อมโยงข้าม

หากมีออกซิเจนหรือโอโซนอยู่ในสิ่งแวดล้อม ปฏิกิริยาออกซิเดชันหลายชุดสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดไฮโดรเปอร์ออกไซด์ (ROOH) ซึ่งสามารถย่อยสลายต่อไปได้เป็นกลุ่มคาร์บอนิล

หากมีไอออนโลหะตัวเร่งปฏิกิริยาตกค้างอยู่ในโพลิเมอร์ หรือไอออนโลหะ เช่น ทองแดง เหล็ก แมงกานีส และโคบอลต์ ถูกนำเข้าสู่โพลิเมอร์ในระหว่างกระบวนการและการใช้งาน ปฏิกิริยาการย่อยสลายออกซิเดชันของโพลิเมอร์จะถูกเร่งให้เร็วขึ้น

3. วิธีการต่อต้านริ้วรอยของวัสดุพอลิเมอร์

ในปัจจุบัน วิธีการหลักในการปรับปรุงและเพิ่มคุณสมบัติต่อต้านริ้วรอยของวัสดุโพลีเมอร์มีดังนี้:

การเสื่อมสภาพของวัสดุพอลิเมอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเสื่อมสภาพของโฟโตออกซิเจน เริ่มแรกเริ่มจากพื้นผิวของวัสดุหรือผลิตภัณฑ์ โดยแสดงเป็นสีเปลี่ยน เป็นผงแป้ง แตกร้าว มีความเงาลดลง จากนั้นจึงค่อย ๆ เข้าสู่ภายใน

ผลิตภัณฑ์แบบบางมีแนวโน้มที่จะเสียเร็วกว่าผลิตภัณฑ์แบบหนา ดังนั้น อายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์จึงสามารถขยายได้โดยการทำให้ผลิตภัณฑ์หนาขึ้น

สำหรับผลิตภัณฑ์ที่เสื่อมสภาพได้ง่ายสามารถเคลือบบนพื้นผิวหรือเคลือบด้วยชั้นเคลือบที่ทนต่อสภาพอากาศได้ดีหรือในชั้นนอกของผลิตภัณฑ์ที่เป็นวัสดุผสมที่ทนต่อสภาพอากาศได้ดีเพื่อให้พื้นผิวของผลิตภัณฑ์ติดกับชั้น ของชั้นปกป้องเพื่อชะลอการเกิดริ้วรอย

ในกระบวนการสังเคราะห์หรือเตรียมวัสดุหลายชนิดก็มีปัญหาการเสื่อมสภาพเช่นกันตัวอย่างเช่น ผลกระทบของความร้อนในกระบวนการโพลีเมอไรเซชัน การเสื่อมสภาพของออกซิเจนด้วยความร้อนในกระบวนการแปรรูป และอื่นๆดังนั้น ผลกระทบของออกซิเจนสามารถลดลงได้โดยการเพิ่มอุปกรณ์กำจัดออกซิเจนหรืออุปกรณ์ดูดฝุ่นในกระบวนการโพลีเมอไรเซชันหรือกระบวนการแปรรูป

อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้สามารถรับประกันประสิทธิภาพของวัสดุในโรงงานเท่านั้น และวิธีนี้สามารถใช้ได้จากแหล่งที่มาของการเตรียมวัสดุเท่านั้น ไม่สามารถแก้ปัญหาการเสื่อมสภาพในกระบวนการแปรรูปซ้ำและการใช้งาน

มีกลุ่มที่แก่ได้ง่ายมากในโครงสร้างโมเลกุลของวัสดุพอลิเมอร์หลายชนิด ดังนั้นด้วยการออกแบบโครงสร้างโมเลกุลของวัสดุ การแทนที่กลุ่มที่แก่ง่ายด้วยกลุ่มที่แก่ง่ายมักจะได้ผลดี

หรือการแนะนำหมู่ฟังก์ชันหรือโครงสร้างที่มีฤทธิ์ต้านความชราบนสายโซ่โมเลกุลโพลิเมอร์ด้วยวิธีการปลูกถ่ายอวัยวะหรือวิธีโคพอลิเมอไรเซชัน การทำให้วัสดุมีฟังก์ชันการต่อต้านความชราที่ยอดเยี่ยม ก็เป็นวิธีการที่นักวิจัยมักใช้เช่นกัน แต่ต้นทุนสูง และไม่สามารถบรรลุการผลิตและการใช้งานขนาดใหญ่ได้

ในปัจจุบัน วิธีที่มีประสิทธิภาพและวิธีการทั่วไปในการปรับปรุงความต้านทานการเสื่อมสภาพของวัสดุโพลีเมอร์คือการเติมสารเติมแต่งต่อต้านริ้วรอย ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีต้นทุนต่ำและไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนกระบวนการผลิตที่มีอยู่มีสองวิธีหลักในการเติมสารต่อต้านริ้วรอยเหล่านี้:

การเติมสารเติมแต่งโดยตรง: สารเติมแต่งต่อต้านริ้วรอย (ผงหรือของเหลว) และเรซินและวัตถุดิบอื่นๆ จะถูกผสมโดยตรงและกวนหลังจากการอัดขึ้นรูปเป็นเม็ดหรือการฉีดขึ้นรูป ฯลฯ เนื่องจากความเรียบง่าย วิธีการเติมนี้จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในการสูบน้ำและ โรงงานฉีดขึ้นรูป

วิธีการเพิ่มมาสเตอร์แบทช์ต่อต้านริ้วรอย: ในผู้ผลิตที่มีความต้องการสูงสำหรับคุณภาพผลิตภัณฑ์และความเสถียรของคุณภาพ เป็นเรื่องปกติที่จะเพิ่มมาสเตอร์แบทช์ต่อต้านริ้วรอยในการผลิต

มาสเตอร์แบทช์ต่อต้านริ้วรอยเป็นเรซินที่เหมาะสมเป็นตัวพา ผสมกับสารเติมแต่งต่อต้านริ้วรอยที่มีประสิทธิภาพหลายชนิด จากนั้นผ่านแกรนูลอัดรีดร่วมของเครื่องอัดรีดสกรูคู่ ข้อได้เปรียบในการใช้งานอยู่ที่สารเติมแต่งต่อต้านริ้วรอยในกระบวนการเตรียมมาสเตอร์แบทช์ก่อนนำไปใช้ การกระจายตัว ดังนั้นในช่วงปลายของกระบวนการแปรรูปวัสดุ สารต่อต้านริ้วรอยได้รับการกระจายทุติยภูมิ เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการกระจายตัวสม่ำเสมอของตัวเสริมในเมทริกซ์วัสดุพอลิเมอร์ ไม่เพียง แต่รับประกันคุณภาพของความเสถียรของผลิตภัณฑ์ แต่ยังเพื่อหลีกเลี่ยง มลพิษจากฝุ่นละอองในระหว่างการผลิตทำให้การผลิตเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น