Kummist polümeermaterjalide vananemine on tavaliselt vananemiskatsekambrist lahutamatu. Theosooni vananemise katsekamberon kummimaterjalide oluline katseseade. Osoonivananemise katsekamber suudab tuvastada kummitoodete töökindlust, avastada nende defekte ning seejärel parandada ja tõsta toodete konkurentsivõimet, aidates seeläbi ettevõtetel kulusid kontrollida ja kasumit suurendada.
BOTO on keskkonnatestimise seadmete tootmisele spetsialiseerunud tootja, kellel on rohkem kui 20-aastane tööstuskogemus.Temperatuuri ja niiskuse katsekambri seeria, vananemiskatsekambri seeria, mehaaniline keskkonnakatse masinja muud seeria katsekambrid on meie soodsad tooted. Kui teil on vajadusi, võtke meiega õigeaegselt ühendust.
Polümeermaterjalide hulka kuuluvad plastik, kumm, kiud, kile, liim ja kattekiht. Nende paljude potentsiaalsete omaduste tõttu, mis on paremad kui traditsioonilised konstruktsioonimaterjalid, kasutatakse neid üha enam sõjaväes ja tsiviilvaldkonnas. Polümeermaterjalid on kerge kaaluga, suure tugevusega, hea korrosioonikindlusega ja heade kaitseomadustega. Neid kasutatakse laialdaselt lennunduses, autodes, laevades, infrastruktuuris, sõjalistes toodetes ja muudes valdkondades.
Kuid töötlemise, ladustamise ja kasutamise ajal muutub polümeermaterjalide keemiline koostis ja struktuur sisemiste ja väliste tegurite, nagu valgus, kuumus, hapnik, vesi, kõrge energiasisaldusega kiirgus, keemiline ja bioloogiline erosioon, koosmõjul. Muutuste seeriad ja vastavalt halvenevad ka füüsikalised omadused, nagu kõvenemine, kleepumine, rabedus, värvimuutus, tugevuse kaotus jne. Seda nähtust nimetatakse polümeermaterjalide vananemiseks. Polümeermaterjalide vananemise olemus viitab füüsikalise või keemilise struktuuri muutumisele, mis väljendub materjali jõudluse järkjärgulise vähenemise ja selle kasutusväärtuse kadumisena.
Polümeermaterjalide vananemine ja rike on muutunud üheks võtmeprobleemiks, mis piirab polümeermaterjalide edasist arendamist ja kasutamist.
Vananemisnähtus
Erinevate polümeeride ja erinevate kasutustingimuste tõttu esinevad erinevad vananemisnähtused ja -omadused. Näiteks põllumajanduslik plastkile muudab värvi, muutub rabedaks ja selle läbipaistvus väheneb pärast päikese ja vihma käes viibimist; lennunduspleksiklaasil tekivad pärast pikaajalist kasutamist hõbedased triibud ja selle läbipaistvus on vähenenud; kummitooted kaotavad pärast pikaajalist kasutamist elastsust, kõvenevad, pragunevad või muutuvad pehmeks ja kleepuvaks; värv kaotab pikaajalisel kasutamisel läike, pulbrid, mullid ja kooruvad. Vananemisnähtuse võib kokku võtta järgmise nelja muudatusena:
1. Muutused välimuses
Plekid, laigud, hõbedased triibud, praod, härmatis, puuderdamine, kleepumine, kõverdumine, kalasilmad, kortsud, kokkutõmbumine, kõrvetamine, optilised moonutused ja optilise värvi muutused.
2. Füüsikaliste omaduste muutumine
Sealhulgas muutused lahustuvuses, paisumises, reoloogilistes omadustes ja külmakindluses, kuumakindluses, vee läbilaskvuses ja õhu läbilaskvuses.
3. Muutused mehaanilistes omadustes
Muutused sellistes omadustes nagu tõmbetugevus, paindetugevus, nihketugevus, löögitugevus, suhteline pikenemine ja pinge lõdvestumine.
4. Elektriliste omaduste muutused
Näiteks pinnatakistuse, mahutakistuse, dielektrilise konstandi ja elektrilise läbilöögitugevuse muutused.
Vananemistegurid
Polümeermaterjalide füüsikalised omadused on tihedalt seotud nende keemilise struktuuri ja agregaatide struktuuriga. Keemiline struktuur on kovalentsete sidemetega ühendatud makromolekulide pikaahelaline struktuur ja agregaatstruktuur on ruumiline struktuur, milles paljud makromolekulid on paigutatud ja virnastatud molekulaarjõudude toimel, nagu kristalsed, amorfsed ja kristalli-amorfsed.
Molekulidevahelised jõud, mis säilitavad agregaadi struktuuri, hõlmavad ioonseid sidemeid, metallisideme jõude, kovalentseid sidemeid ja van der Waalsi jõude. Keskkonnategurid võivad põhjustada muutusi molekulidevahelistes jõududes, isegi ahela katkemist või teatud rühmade eraldumist, mis lõpuks hävitab materjali koondstruktuuri ja muudab materjali füüsikalisi omadusi. Polümeermaterjalide vananemist mõjutavad tavaliselt kaks tegurit: sisemised tegurid ja välistegurid.
Sisemised tegurid
1. Polümeeride keemiline struktuur
Polümeeride vananemine on tihedalt seotud nende enda keemilise struktuuriga. Keemilise struktuuri nõrgad sidemed on välistegurite poolt kergesti mõjutatavad ja purunevad ning muutuvad vabadeks radikaalideks. See vaba radikaal on vabade radikaalide reaktsioonide käivitamise lähtepunkt.
2. Füüsiline vorm
Mõned polümeeride molekulaarsed sidemed on paigutatud järjekorras, teised aga korrastamata. Korralikult paigutatud molekulaarsed sidemed võivad moodustada kristalseid alasid ja korrapäratult paigutatud molekulaarsed sidemed on amorfsed alad. Paljude polümeeride morfoloogia ei ole ühtlane, vaid poolkristalliline, nii kristalsete kui ka amorfsete aladega. Vananemisreaktsioon algab amorfsest piirkonnast.
3. Stereoskoopiline regulaarsus
Polümeeri stereoskoopiline korrapärasus on tihedalt seotud selle kristallilisusega. Üldiselt on tavalistel polümeeridel parem vananemiskindlus kui juhuslikel polümeeridel.
4. Molekulmass ja selle üldine jaotus
Polümeeri molekulmassil on vananemisega vähe pistmist, kuid molekulmassi jaotusel on suur mõju polümeeri vananemisvõimele. Mida laiem on levik, seda lihtsam on vananeda, sest mida laiem on levik, seda rohkem on lõppgruppe ja seda lihtsam on tekitada vananemisreaktsioone.
5. Jälgige metallide lisandeid ja muid lisandeid
Polümeeride töötlemisel puutuvad need kokku metallidega ja metallijäägid võivad seguneda või mõned metallkatalüsaatorid võivad polümerisatsiooni käigus alles jääda, mis mõjutab autooksüdatsiooni (st vananemise) algust.
Välised tegurid
1. Temperatuuri mõju
Temperatuuri tõustes intensiivistub polümeeriahelate liikumine. Kui keemiliste sidemete dissotsiatsioonienergia on ületatud, põhjustab see polümeeri ahelate termilist lagunemist või rühma eraldumist. Praegu on kirjanduses palju teateid polümeermaterjalide termilise lagunemise kohta; kui temperatuur langeb, mõjutavad sageli materjali mehaanilised omadused. Mehaaniliste omadustega tihedalt seotud kriitilised temperatuuripunktid hõlmavad klaasistumistemperatuuri T, viskoosse pealevoolu temperatuuri Tf ja sulamistemperatuuri Tm. Materjali füüsikalise oleku võib jagada klaasi olekuks, kõrge elastsuse olekuks ja viskoosse voolu olekuks.
2. Niiskuse mõju
Niiskuse mõju polümeermaterjalidele võib seostada vee paisumise ja lahustumisega materjalil, mis muudab molekulidevahelisi jõude, mis säilitavad polümeermaterjali täitestruktuuri, hävitades seeläbi materjali agregatsiooni. Eriti ristseotud amorfsete polümeeride puhul on niiskuse mõju äärmiselt ilmne, mis põhjustab polümeermaterjali paisumist või isegi lagunemist agregaadi olekus, kahjustades seeläbi materjali toimivust; kristalsete plastide või kiudude puhul ei ole niiskuse mõju vee läbitungimise piirangute tõttu eriti ilmne.
3. Hapniku mõju
Hapnik on polümeermaterjalide vananemise peamine põhjus. Hapniku läbilaskvuse tõttu on kristalsed polümeerid oksüdatsioonile vastupidavamad kui amorfsed polümeerid. Hapnik ründab esmalt polümeeride põhiahela nõrku lülisid, nagu kaksiksidemed, hüdroksüülrühmad, vesinikurühmad või tertsiaarsete süsinikuaatomite aatomid, moodustades polümeeri peroksüülradikaale või peroksiide, ja seejärel põhjustab peaahela katkemise selles asendis. Rasketel juhtudel väheneb polümeeri molekulmass oluliselt, klaasistumistemperatuur langeb ja polümeer muutub kleepuvaks. Teatud initsiaatorite või kergesti vabadeks radikaalideks lagunevate siirdemetallielementide juuresolekul on kalduvus oksüdatsioonireaktsiooni intensiivistada.
4. Fotovananemine
See, kas polümeer puutub kokku valgusega ja põhjustab molekulaarahela katkemise, sõltub valgusenergia ja dissotsiatsioonienergia suhtelisest suurusest ning polümeeri keemilise struktuuri tundlikkusest valguslainete suhtes. Osoonikihi ja atmosfääri olemasolu tõttu maapinnal on maapinnale jõudva päikesevalguse lainepikkuste vahemik 290–4300 nm. Ainult ultraviolettpiirkonna valguslainete valguslainete energia on suurem kui keemilise sideme dissotsiatsioonienergia, mis põhjustab polümeeride keemilise sideme katkemise.
Näiteks võivad karbonüülrühmi ja kaksiksidemeid sisaldavad polümeerid neelata ultraviolettkiirguse lainepikkused 300–400 nm, põhjustades makromolekulaarsete ahelate katkemist, keemilise struktuuri muutumist ja materjali omaduste halvenemist; polüetüleentereftalaadil on tugev 280 nm ultraviolettkiirguse neeldumine ja lagunemissaadused on peamiselt CO, H ja CH; ainult CC-sidemeid sisaldavad polüolefiinid ei neela ultraviolettkiirgust, kuid vähesel hulgal lisandeid, nagu karbonüülrühmad, küllastumata sidemed, hüdroperoksiidrühmad, katalüsaatorijäägid, aromaatsed süsivesinikud ja siirdemetallielemendid, võivad need soodustada fotooksüdatsiooni. polüolefiinide reaktsioon.
5. Keemiliste ainete mõju
Keemilised keskkonnad võivad mängida rolli ainult siis, kui nad tungivad polümeermaterjalide sisemusse. Nende mõjude hulka kuuluvad kovalentsed sidemed ja sekundaarsed sidemed. Kovalentsete sidemete mõju avaldub polümeeriahelate ahela katkemise, ristsidumise, liitumise või nende kombinatsioonina. See on pöördumatu keemiline protsess; kuigi sekundaarsete sidemete hävitamine keemiliste vahenditega ei põhjusta muutusi keemilises struktuuris, muutub materjali agregaatstruktuur, põhjustades vastavaid muutusi selle füüsikalistes omadustes.
Füüsikalised muutused, nagu keskkonnamõjude lõhenemine, lahustumispragunemine ja plastifitseerimine, on polümeermaterjalide keemilise keskkonna vananemise tüüpilised ilmingud.
Lahustumispragude kõrvaldamise viis on kõrvaldada materjali sisemine pinge. Lõõmutamine pärast materjali moodustamist aitab kõrvaldada materjali sisepinge. Plastifikatsioon on siis, kui vedel keskkond on pidevas kontaktis polümeermaterjaliga. Polümeeri ja väikese molekuliga keskkonna interaktsioon asendab osaliselt polümeeride vahelist interaktsiooni, muutes polümeeri ahela segmentide liikumise lihtsamaks, mis väljendub klaasistumistemperatuuri langusena, tugevuse, kõvaduse ja elastsusmooduli vähenemisena. materjalist ja purunemisvenivuse suurenemisest.
6. Bioloogiline vananemine
Kuna peaaegu kõik plasttooted kasutavad töötlemisprotsessis mitmesuguseid lisandeid, muutuvad need sageli hallituse toitaineallikaks. Hallitus imab kasvades endasse plastiku pinnal ja sees olevad toitained ning muutub seeneniidistikuks, mis on ühtlasi ka juht, vähendades nii plasti isolatsiooni, muutes selle kaalu ja raskematel juhtudel koorumist. Hallitusseente kasvu metaboliidid sisaldavad orgaanilisi happeid ja toksiine, mis muudavad plastiku pinna kleepuvaks, värviks, rabedaks ja vähendavad siledust ning põhjustavad haigusi ka inimestel, kes on pikaajaliselt kokku puutunud sellise hallitanud plastiga.
Polüsahhariidseid looduslikke polümeere ja nende modifitseeritud ühendeid saab töödelda lagundatavateks ühekordseks kasutamiseks mõeldud kiledeks, lehtedeks, konteineriteks, vahttoodeteks jne, segades ja modifitseerides neid tavaliste plastidega. Nende jäätmed saab järk-järgult hüdrolüüsida väikesteks molekulaarseteks ühenditeks looduslike polüsahhariidide polümeeri lagundamise ensüümide, näiteks amülaasi, sekkumise kaudu, mida leidub looduslikus keskkonnas laialdaselt, ja lõpuks laguneda saastevabaks süsinikdioksiidiks ja veeks, mis naasevad biosfääri. Nende eeliste põhjal on tärklise esindatud polüsahhariidsed looduslikud polümeersed ühendid endiselt lagunevate plastide oluline komponent.
BOTO GROUP LTD. on professionaalne erinevate testimisseadmete tootja rohkem kui 20 aastat.
Kui teil on küsimusi, tere tulemast meie tehasesse juhiste saamiseks!