L'envelliment dels materials polímers de cautxú sol ser inseparable de la cambra de prova d'envelliment. ElCambra de prova d'envelliment per ozóés un equip de prova essencial per a materials de cautxú. La cambra de prova d'envelliment de l'ozó pot detectar la fiabilitat dels productes de cautxú, detectar els seus defectes i, a continuació, millorar i millorar la competitivitat del producte, ajudant així les empreses a controlar els costos i augmentar els beneficis.
BOTO és un fabricant especialitzat en la producció d'equips de prova ambiental amb més de 20 anys d'experiència en la indústria.La sèrie de cambres de prova de temperatura i humitat, sèrie de cambres de prova d'envelliment, màquina de prova ambiental mecànicai altres sèries de cambres de prova són els nostres productes avantatjosos. Si teniu alguna necessitat, poseu-vos en contacte amb nosaltres a temps.
Els materials polimèrics inclouen plàstics, cautxú, fibres, pel·lícules, adhesius i recobriments. A causa de les seves múltiples propietats potencials superiors als materials estructurals tradicionals, s'utilitzen cada cop més en els camps militar i civil. Els materials polimèrics tenen un pes lleuger, una gran resistència, una bona resistència a la corrosió i bones propietats protectores. S'utilitzen àmpliament en aviació, automòbils, vaixells, infraestructures, productes militars i altres camps.
Tanmateix, durant el processament, l'emmagatzematge i l'ús, a causa dels efectes combinats de factors interns i externs com la llum, la calor, l'oxigen, l'aigua, la radiació d'alta energia, l'erosió química i biològica, la composició química i l'estructura dels materials polímers patiran un sèrie de canvis, i les propietats físiques també es deterioraran en conseqüència, com ara l'enduriment, l'adhesió, la fragilitat, la decoloració, la pèrdua de resistència, etc. Aquest fenomen s'anomena envelliment dels materials polimèrics. L'essència de l'envelliment del material polimèric es refereix als canvis en l'estructura física o l'estructura química, que es manifesta com la disminució gradual del rendiment del material i la pèrdua del seu valor d'ús degut.
L'envelliment i el fracàs dels materials polimèrics s'ha convertit en un dels problemes clau que restringeix el desenvolupament i l'aplicació posteriors de materials polimèrics.
Fenomen d'envelliment
A causa de les diferents varietats de polímers i les diferents condicions d'ús, hi ha diferents fenòmens i característiques d'envelliment. Per exemple, la pel·lícula de plàstic agrícola canvia de color, es torna trencadissa i ha reduït la transparència després d'estar exposada al sol i a la pluja; El plexiglàs d'aviació desenvolupa ratlles platejades i ha reduït la transparència després d'un ús a llarg termini; els productes de cautxú perden elasticitat, s'endureixen, s'esquerden o es tornen suaus i enganxosos després d'un ús a llarg termini; La pintura perd brillantor, pols, bombolles i pela després d'un ús a llarg termini. El fenomen de l'envelliment es pot resumir en els quatre canvis següents:
1. Canvis d'aspecte
Taques, taques, vetes platejades, esquerdes, gelades, pols, enganxós, deformació, ulls de peix, arrugues, contracció, abrasadors, distorsió òptica i canvis de color òptic.
2. Canvis en les propietats físiques
Incloent els canvis en la solubilitat, la inflor, les propietats reològiques i la resistència al fred, la resistència a la calor, la permeabilitat a l'aigua i la permeabilitat a l'aire.
3. Canvis en les propietats mecàniques
Canvis en propietats com ara la resistència a la tracció, la resistència a la flexió, la resistència a tall, la resistència a l'impacte, l'allargament relatiu i la relaxació de l'esforç.
4. Canvis en les propietats elèctriques
Com ara els canvis en la resistència superficial, la resistència del volum, la constant dielèctrica i la resistència a la ruptura elèctrica.
Factors d'envelliment
Les propietats físiques dels materials polimèrics estan estretament relacionades amb la seva estructura química i estructura agregada. L'estructura química és una estructura de cadena llarga de macromolècules connectades per enllaços covalents, i l'estructura agregada és una estructura espacial en la qual moltes macromolècules estan disposades i apilades per forces moleculars, com ara cristal·lines, amorfes i cristal·lí-amorfes.
Les forces intermoleculars que mantenen l'estructura agregada inclouen les forces d'enllaç iònic, les forces d'enllaç metàl·lic, les forces d'enllaç covalent i les forces de van der Waals. Els factors ambientals poden provocar canvis en les forces intermoleculars, fins i tot el trencament de la cadena o el despreniment de determinats grups, que eventualment destruiran l'estructura agregada del material i canviaran les propietats físiques del material. Normalment hi ha dos factors que afecten l'envelliment dels materials polimèrics: factors interns i factors externs.
Factors interns
1. Estructura química dels polímers
L'envelliment dels polímers està estretament relacionat amb la seva pròpia estructura química. Les parts d'enllaç feble de l'estructura química es veuen afectades fàcilment per factors externs i es trenquen per convertir-se en radicals lliures. Aquest radical lliure és el punt de partida per iniciar les reaccions de radicals lliures.
2. Forma física
Alguns dels enllaços moleculars dels polímers estan ordenats, mentre que altres estan desordenats. Els enllaços moleculars ordenats poden formar àrees cristal·lines, i els enllaços moleculars ordenats són zones amorfes. La morfologia de molts polímers no és uniforme, sinó semicristal·lina, amb zones tant cristal·lines com amorfes. La reacció d'envelliment comença des de la zona amorfa.
3. Regularitat estereoscòpica
La regularitat estereoscòpica d'un polímer està estretament relacionada amb la seva cristal·linitat. En general, els polímers regulars tenen una millor resistència a l'envelliment que els polímers aleatoris.
4. Pes molecular i la seva distribució general
El pes molecular d'un polímer té poc a veure amb l'envelliment, però la distribució del pes molecular té una gran influència en el rendiment d'envelliment del polímer. Com més àmplia és la distribució, més fàcil és envellir, perquè com més àmplia és la distribució, més grups finals, i més fàcil és provocar reaccions d'envelliment.
5. Traça impureses metàl·liques i altres impureses
Quan es processen els polímers, entren en contacte amb metalls i es poden barrejar metalls traces, o alguns catalitzadors metàl·lics poden romandre durant la polimerització, cosa que afectarà l'inici de l'autooxidació (és a dir, l'envelliment).
Factors externs
1. La influència de la temperatura
A mesura que augmenta la temperatura, el moviment de les cadenes de polímer s'intensifica. Un cop superada l'energia de dissociació dels enllaços químics, provocarà la degradació tèrmica de les cadenes de polímers o el despreniment de grups. Actualment, hi ha un gran nombre d'informes bibliogràfics sobre la degradació tèrmica dels materials polimèrics; quan la temperatura disminueix, sovint es veuen afectades les propietats mecàniques del material. Els punts de temperatura crítics estretament relacionats amb les propietats mecàniques inclouen la temperatura de transició vítrea T, la temperatura de flux viscós Tf i el punt de fusió Tm. L'estat físic del material es pot dividir en estat de vidre, estat elàstic elevat i estat de flux viscós.
2. La influència de la humitat
La influència de la humitat sobre els materials polimèrics es pot atribuir a la inflació i la dissolució de l'aigua sobre el material, que canvia les forces intermoleculars que mantenen l'estructura agregada del material polimèric, destruint així l'estat agregat del material. Especialment per als polímers amorfs no reticulats, la influència de la humitat és extremadament òbvia, cosa que farà que el material del polímer s'infle o fins i tot es desintegri en estat agregat, perjudicant així el rendiment del material; per a plàstics o fibres cristal·lines, a causa de l'existència de restriccions de penetració d'aigua, la influència de la humitat no és gaire evident.
3. La influència de l'oxigen
L'oxigen és la principal causa de l'envelliment dels materials polimèrics. A causa de la permeabilitat de l'oxigen, els polímers cristal·lins són més resistents a l'oxidació que els polímers amorfs. L'oxigen ataca primer els enllaços febles de la cadena principal dels polímers, com ara els dobles enllaços, els grups hidroxil, els grups hidrogen o els àtoms d'àtoms de carboni terciaris, formant radicals o peròxids del polímer, i després fa que la cadena principal es trenqui en aquesta posició. En casos greus, el pes molecular del polímer disminueix significativament, la temperatura de transició vítrea disminueix i el polímer es torna enganxós. En presència de determinats iniciadors o elements de metalls de transició que es descomponen fàcilment en radicals lliures, hi ha una tendència a intensificar la reacció d'oxidació.
4. Fotoenvelliment
Si el polímer està exposat a la llum i fa que la cadena molecular es trenqui, depèn de la mida relativa de l'energia lluminosa i de l'energia de dissociació i de la sensibilitat de l'estructura química del polímer a les ones de llum. A causa de la presència de la capa d'ozó i de l'atmosfera a la superfície de la terra, el rang de longituds d'ona de la llum solar que pot arribar al sòl és d'entre 290 nm i 4300 nm. Només les ones de llum a la regió ultraviolada tenen una energia d'ona lluminosa més gran que l'energia de dissociació dels enllaços químics, la qual cosa farà que es trenquin els enllaços químics dels polímers.
Per exemple, les longituds d'ona ultraviolada de 300 nm a 400 nm poden ser absorbides per polímers que contenen grups carbonil i dobles enllaços, fent que les cadenes macromoleculars es trenquin, les estructures químiques canviïn i les propietats dels materials es deteriorin; El tereftalat de polietilè té una forta absorció de raigs ultraviolats de 280 nm i els productes de degradació són principalment CO, H i CH; Les poliolefines que contenen només enllaços CC no tenen absorció de raigs ultraviolats, però en presència d'una petita quantitat d'impureses, com ara grups carbonil, enllaços insaturats, grups hidroperòxid, residus de catalitzadors, hidrocarburs aromàtics i elements de metalls de transició, poden promoure la fotooxidació. reacció de les poliolefines.
5. Influència dels mitjans químics
Els mitjans químics només poden jugar un paper quan penetren a l'interior dels materials polimèrics. Aquests efectes inclouen enllaços covalents i enllaços secundaris. L'efecte dels enllaços covalents es manifesta com a escissió de la cadena, reticulació, addició o una combinació d'aquests efectes de les cadenes de polímer. Aquest és un procés químic irreversible; tot i que la destrucció d'enllaços secundaris per mitjans químics no provoca canvis en l'estructura química, l'estructura agregada del material canviarà, provocant els canvis corresponents en les seves propietats físiques.
Els canvis físics, com ara el craqueig per estrès ambiental, el craqueig per dissolució i la plastificació, són manifestacions típiques de l'envelliment del mitjà químic dels materials polímers.
La manera d'eliminar l'esquerda per dissolució és eliminar la tensió interna del material. El recuit després de la formació del material afavoreix l'eliminació de l'estrès intern del material. La plastificació és quan el medi líquid està en contacte continu amb el material polimèric. La interacció entre el polímer i el mitjà de molècula petita substitueix parcialment la interacció entre els polímers, facilitant el moviment dels segments de la cadena del polímer, que es manifesta com una disminució de la temperatura de transició vítrea, una disminució de la resistència, duresa i mòdul elàstic de el material, i un augment de l'allargament al trencament.
6. Envelliment biològic
Atès que gairebé tots els productes de plàstic utilitzen una varietat d'additius durant el procés de processament, sovint es converteixen en una font de nutrició per al motlle. Quan la floridura creix, absorbeix nutrients a la superfície i a l'interior del plàstic i es converteix en miceli, que també és conductor, reduint així l'aïllament del plàstic, canviant-ne el pes i pelant en casos greus. Els metabòlits del creixement del motlle contenen àcids orgànics i toxines, que faran que la superfície del plàstic sigui enganxosa, decolorada, trencadissa i reduirà la suavitat, i també farà que les persones que tinguin contacte a llarg termini amb aquests plàstics florits contraguin malalties.
Els polímers naturals de polisacàrids i els seus compostos modificats es poden processar en pel·lícules d'un sol ús degradables, làmines, envasos, productes d'escuma, etc. mitjançant la barreja i modificació amb plàstics generals. Els seus residus es poden hidrolitzar gradualment en petits compostos moleculars mitjançant la intervenció d'enzims de descomposició de polímers naturals de polisacàrids com l'amilasa que són àmpliament presents al medi natural, i finalment descompondre's en diòxid de carboni i aigua lliures de contaminació, tornant a la biosfera. A partir d'aquests avantatges, els compostos polimèrics naturals de polisacàrids representats pel midó segueixen sent un component important dels plàstics degradables.
BOTO GROUP LTD. és un fabricant professional de diversos tipus d'equips de prova des de fa més de 20 anys.
Si teniu cap pregunta, benvingut a la nostra fàbrica per orientar-vos!