שיתוף ידע בחומר פולימרי

1. סוג התיישנות של חומרים פולימריים

חומרים פולימריים בתהליך עיבוד, אחסון ושימוש, עקב הפעולה המקיפה של גורמים פנימיים וחיצוניים, תכונותיו מתדרדרות בהדרגה, כך שהאובדן הסופי של ערך השימוש, תופעה זו שייכת להזדקנות של חומרים פולימריים.

זה לא רק גורם לבזבוז משאבים, אלא אף מוביל לתאונות גדולות יותר בשל הכשל התפקודי שלו, ופירוק החומרים הנגרם מהזדקנותו עלול גם לזהם את הסביבה.

בשל זני פולימרים שונים ותנאי שימוש שונים, ישנן תופעות ומאפיינים שונים של התיישנות.באופן כללי, ניתן לסווג את ההזדקנות של חומרים פולימריים לארבעת סוגי השינויים הבאים:

שינויים במראה

ישנם כתמים, כתמים, קווי כסף, סדקים, ציפוי, אבקה, שעירות, עיוות, עין דג, קמטים, התכווצות, שריפה, עיוות אופטי ושינויים בצבע האופטי.

שינויים בתכונות הפיזיקליות

כולל מסיסות, נפיחות, תכונות ריאולוגיות ועמידות בפני קור, עמידות בחום, חדירות מים, חדירות אוויר ותכונות אחרות של שינוי.

שינויים בתכונות מכניות

חוזק מתיחה, חוזק כיפוף, חוזק גזירה, חוזק השפעה, התארכות יחסית, הרפיית מתח וכו'.

שינויים בתכונות החשמל

כגון התנגדות פני השטח, התנגדות נפח, קבוע דיאלקטרי, שינויים בחוזק פירוק חשמלי.

2. גורמים הגורמים להזדקנות של חומרים פולימריים

מכיוון שבעיבוד פולימר, תהליך השימוש, יושפע מחום, חמצן, מים, אור, מיקרואורגניזם וגורמים סביבתיים כמו מדיום כימי שילוב של ההרכב הכימי והמבנה שלו יכול לייצר סדרה של שינויים, תכונות פיזיקליות רעות תואמות, כגון כמו שיער קשה, שביר, דביק, שינוי צבע, אובדן כוח וכן הלאה, שינויים אלו והתופעה נקראת הזדקנות.

פולימר גבוה בפעולת חום או אור יוצר מולקולות נרגשות, כאשר האנרגיה גבוהה מספיק, השרשרת המולקולרית תישבר ליצירת רדיקלים חופשיים, רדיקלים חופשיים יכולים ליצור תגובת שרשרת בתוך הפולימר, להמשיך לגרום לפירוק, עלולים גם לגרום קישור צולב.

אם חמצן או אוזון נמצאים בסביבה, ניתן לגרום לסדרה של תגובות חמצון ליצירת הידרופרוקסידים (ROOH), אותם ניתן לפרק עוד יותר לקבוצות קרבוניל.

אם יש בפולימר יוני מתכת זרז שיוריים, או יוני מתכת כגון נחושת, ברזל, מנגן וקובלט יוכנסו לפולימר במהלך העיבוד והשימוש, תגובת פירוק החמצון של הפולימר תואץ.

3. שיטות אנטי אייג'ינג של חומרים פולימריים

כיום, השיטות העיקריות לשיפור ושיפור תכונות האנטי-אייג'ינג של חומרים פולימריים הן כדלקמן:

ההזדקנות של חומרים פולימריים, במיוחד ההזדקנות הפוטו-חמצנית, מתחילה תחילה מפני השטח של החומר או המוצר, המתבטאת בשינוי צבע, אבקה, סדקים, ירידת ברק, ולאחר מכן בהדרגה לפנים.

מוצרים דקים נוטים להיכשל מוקדם יותר מאשר מוצרים עבים, ולכן ניתן להאריך את חיי השירות של מוצרים על ידי עיבוי מוצרים.

למוצרים קלים להתיישון, ניתן לציפוי על פני השטח או לציפוי בשכבה של ציפוי עמיד בפני מזג אוויר טוב, או בשכבה החיצונית של המוצר שכבה מרוכבת של חומר עמיד בפני מזג אוויר טוב, כך שמשטח המוצר מחובר לשכבה של שכבת הגנה, כדי לעכב את תהליך ההזדקנות.

בתהליך הסינתזה או ההכנה לחומרים רבים יש גם בעיית התיישנות.לדוגמה, השפעת החום בתהליך הפילמור, הזדקנות חמצן תרמית בתהליך העיבוד וכן הלאה.בהתאם לכך, ניתן להפחית את השפעת החמצן על ידי הוספת מכשירי ניקוי חמצון או מכשירי שאיבה בתהליך הפילמור או העיבוד.

עם זאת, שיטה זו יכולה להבטיח רק את ביצועי החומר במפעל, וניתן ליישם שיטה זו רק ממקור הכנת החומר, ללא יכולת לפתור את בעיית ההזדקנות שלו בתהליך העיבוד מחדש והשימוש.

ישנן קבוצות שקל מאוד להתיישן במבנה המולקולרי של חומרים פולימריים רבים, כך שבאמצעות תכנון המבנה המולקולרי של חומרים, החלפת קבוצות שלא קל להזדקן בקבוצות שקל להזדקן יכולה לרוב להשפיע טוב.

או הכנסת קבוצות או מבנים פונקציונליים עם השפעה אנטי-אייג'ינג על השרשרת המולקולרית הפולימרית בשיטת השתלה או קופולימריזציה, המעניקה לחומר עצמו פונקציית אנטי-אייג'ינג מעולה, היא גם שיטה המשמשת לרוב חוקרים, אך העלות היא גבוהה, וזה לא יכול להשיג ייצור ויישום בקנה מידה גדול.

נכון להיום, הדרך היעילה והשיטה הנפוצה לשפר את עמידות ההזדקנות של חומרים פולימריים היא הוספת תוספי אנטי אייג'ינג, הנמצאים בשימוש נרחב בגלל עלותו הנמוכה ואין צורך לשנות את תהליך הייצור הקיים.ישנן שתי דרכים עיקריות להוסיף את תוספי האנטי אייג'ינג הללו:

תוספת ישירה של תוספים: תוספים אנטי אייג'ינג (אבקה או נוזל) ושרף וחומרי גלם אחרים מעורבבים ומערבבים ישירות לאחר גרגירי אקסטרוזיה או הזרקה וכו'. בגלל הפשטות שלה, דרך הוספה זו נמצאת בשימוש נרחב בשאיבות ובשאיבות רבות. מפעלי הזרקה.

שיטת הוספת מאסטרבאץ' אנטי אייג'ינג: ביצרנים עם דרישות גבוהות יותר לאיכות המוצר ויציבות האיכות, מקובל יותר להוסיף מאסטרבאץ' אנטי אייג'ינג בייצור.

אנטי-אייג'ינג מאסטרבאץ' מתאים כנשא, מעורבב עם מגוון תוספי אנטי-אייג'ינג יעילים, ולאחר מכן באמצעות גרנולציית אקסטרודר מכבש כפול, יתרונות היישום שלו טמונים בתוספים אנטי-אייג'ינג בתהליך הכנת הכלים הראשונים המפוזר, כל כך מאוחר בתהליך עיבוד החומר, סוכן אנטי-אייג'ינג מקבל פיזור משני, כדי להשיג את המטרה של פיזור אחיד של חומרי עזר במטריצת החומר הפולימרי, לא רק כדי להבטיח את איכות יציבות המוצר, אלא גם כדי למנוע זיהום אבק במהלך הייצור, מה שהופך את הייצור לירוק יותר והגנת הסביבה.