Qarish turlari, qarish testlari va polimer materiallarning qarishga qarshi usullari
01 Polimer materiallar rivojlanishining hozirgi holati
Polimer materiallar engil vazn, yuqori quvvat, haroratga chidamlilik va korroziyaga chidamlilik kabi ajoyib xususiyatlari tufayli bugungi kunda yuqori darajadagi ishlab chiqarish, elektron axborot, transport, qurilish energiyasini tejash, aerokosmik va milliy kabi ko'plab sohalarda keng qo'llaniladi. mudofaa va harbiy sanoat. katta rol o‘ynagan.
Bu nafaqat milliy iqtisodiyotning muhim asosiy tarmog'i, balki mamlakatning etakchi sanoati;
Bu nafaqat neft-kimyo sanoatida strategik rivojlanayotgan sanoat, balki elektron axborot, aerokosmik, milliy mudofaa va yangi energiya kabi strategik rivojlanayotgan tarmoqlar uchun muhim yordamchi materialdir;
U nafaqat yuqori texnologik mazmun va yuqori qo‘shimcha qiymatga ega, balki neft-kimyo sanoatini o‘zgartirish va modernizatsiya qilishning muhim yo‘nalishi hisoblanadi.
Shu sababli, polimer materiallari har doim rivojlangan mamlakatlar va transmilliy kompaniyalarga katta ahamiyat beradigan rivojlanish sohasi bo'lib kelgan. Bu nafaqat yangi polimer materiallari sanoati uchun keng bozor maydonini ta'minlabgina qolmay, balki uning sifat ko'rsatkichlari, ishonchlilik darajasi va qo'llab-quvvatlash imkoniyatlariga yuqori talablarni qo'yadi.
Shu sababli, energiya tejash, past uglerod va ekologik rivojlanish tamoyillariga asoslangan polimer materialining funktsiyalarini qanday maksimal darajada oshirish kerakligi tobora ko'proq e'tiborni tortmoqda. Qarish polimer materiallarning ishonchliligi va chidamliligiga ta'sir qiluvchi muhim omil hisoblanadi.
02 Polimer materiallarning qarish turlari
Polimer materiallarni qayta ishlash, saqlash va ishlatish jarayonida ichki va tashqi omillarning birgalikdagi ta'siri tufayli ularning xossalari asta-sekin yomonlashadi va pirovardida foydalanish qiymatini yo'qotadi. Bu hodisa polimer materiallarning qarishiga tegishli.
Bu nafaqat resurslarning isrof qilinishiga olib keladi, balki funktsional nosozlik tufayli kattaroq baxtsiz hodisalarga olib kelishi mumkin va qarish natijasida kelib chiqqan materiallarning parchalanishi ham atrof-muhitni ifloslantirishi mumkin.
Turli xil turdagi polimerlar va turli xil foydalanish sharoitlari tufayli ular turli xil qarish hodisalari va xususiyatlariga ega. Umuman olganda, polimer materiallarning qarishini quyidagi to'rt turdagi o'zgarishlarga bo'lish mumkin:
1. Tashqi ko'rinishdagi o'zgarishlar
Dog'lar, dog'lar, chiziqlar, yoriqlar, gullash, bo'rlash, yopishqoqlik, egrilik, baliq ko'zlari, burishish, qisqarish, kuyish, optik buzilish va optik rangning o'zgarishi.
2. Jismoniy xususiyatlarning o'zgarishi
Jumladan, eruvchanligi, shishishi, reologik xususiyatlari, sovuqqa chidamliligi, issiqlikka chidamliligi, suv o'tkazuvchanligi, havo o'tkazuvchanligi va boshqa xususiyatlarning o'zgarishi.
3. Mexanik xususiyatlarning o'zgarishi
Kesish kuchi, egilish kuchi, kesish kuchi, zarba kuchi, nisbiy cho'zilish, kuchlanishni yumshatish va boshqa xususiyatlarning o'zgarishi.
4. Elektr xususiyatlarining o'zgarishi
Masalan, sirt qarshiligining o'zgarishi, hajm qarshiligi, dielektrik doimiyligi, elektr uzilish kuchi va boshqalar.
03 Polimer materiallarning qarishini keltirib chiqaruvchi omillar
1. Makro tahlil
Chunki polimerlarni qayta ishlash va ulardan foydalanish jarayonida issiqlik, kislorod, suv, yorug'lik, mikroorganizmlar, kimyoviy muhit kabi atrof-muhit omillarining qo'shma ta'siriga duchor bo'ladi. Ularning kimyoviy tarkibi va tuzilishi bir qator o'zgarishlarga uchraydi va shunga mos ravishda ularning fizik xususiyatlari ham o'zgaradi. Buzilish, masalan, qattiqlik, yopishqoqlik, mo'rtlik, rangning o'zgarishi, kuchning yo'qolishi va boshqalar. Bunday o'zgarishlar va hodisalar qarish deb ataladi.
2. Mikroskopik tahlil
Yuqori molekulyar polimerlar issiqlik yoki yorug'lik ta'sirida qo'zg'aluvchan holat molekulalarini hosil qiladi. Energiya etarlicha yuqori bo'lganda, molekulyar zanjirlar parchalanib, erkin radikallarni hosil qiladi. Erkin radikallar polimer ichida zanjirli reaktsiyalar hosil qilishi, parchalanishni davom ettirishi va o'zaro bog'lanishga olib kelishi mumkin.
Agar atrof-muhitda kislorod yoki ozon mavjud bo'lsa, gidroperoksidlar (ROOH) hosil qilish uchun bir qator oksidlanish reaktsiyalari boshlanadi, ular keyinchalik karbonil guruhlarga parchalanadi.
Agar polimerda qoldiq katalizator metall ionlari bo‘lsa yoki qayta ishlash va foydalanish jarayonida mis, temir, marganets, kobalt va boshqalar kabi metall ionlari kiritilsa, polimerning oksidlanish degradatsiyasi reaksiyasi tezlashadi.
04 Qarish testi
Yangi materiallarni ishlab chiqish yoki takomillashtirishda ularning xizmat qilish muddatini yoki qarishga qarshi ta'sirini tekshirish uchun qarish testi talab qilinadi. Umumiy qarish testlariga tabiiy qarish va laboratoriya tezlashtirilgan qarish kiradi.
1.Tabiiy qarish
Tabiiy qarish - bu material namunasini to'g'ridan-to'g'ri tabiiy muhitga ta'sir qilishdir. Odatda namuna ma'lum bir burchak ostida ekspozitsiya tokchasiga o'rnatiladi. Umumiy ta'sir qilish burchaklari 5 daraja, 45 daraja va 90 daraja. Tegishli sinov standartlari ISO 877 Plastics - Quyosh nurlanishiga ta'sir qilish usullarini o'z ichiga oladi; ISO 2810 Bo'yoqlar va laklar - Qoplamlarning tabiiy nurlanishi - Ta'sir qilish va baholash; Metall bo'lmagan materiallarning atmosfera muhitiga ta'sir qilish sinovi uchun ASTMG7 standart amaliyoti va boshqalar.
Tabiiy qarish testi usuli oddiy va arzon, ammo uning sinov davri juda uzun, bu mahsulot dizaynini optimallashtirish jarayoniga ta'sir qiladi. Bundan tashqari, bu tabiiy muhit va iqlim sharoitini nazorat qilish mumkin emasligi sababli, sinov natijalarining takrorlanishini ta'minlash uchun sinov joyini tanlash ayniqsa muhimdir. Amerika Qo'shma Shtatlari 1931 yilda Janubiy Floridada tabiiy iqlim maydonini yaratdi, bu Qo'shma Shtatlardagi standart issiq va nam iqlim ta'sir qilish maydonidir. Arizona markazida tashkil etilgan sinov maydoni standart quruq issiqlik ta'sir qilish joyidir. Mamlakatimdagi Milliy avtotransport vositalarining sifatini nazorat qilish va tekshirish markazining Turpan ekspozitsiyasi sinov maydonchasi ham quruq va issiq iqlim taʼsir qilish joyidir. Turpan hududida maydan avgustgacha maksimal harorat 40 darajadan yuqori, ekstremal maksimal harorat 49,6 daraja, o'rtacha yillik yog'ingarchilik atigi 8 mm. Qionghai, Xaynandagi ekspozitsiya maydoni odatdagi issiq va nam iqlim sharoitlariga ega. Yillik o'rtacha harorat 27,4 daraja, o'rtacha yillik yog'ingarchilik 2134 mm gacha.
2. Laboratoriyada tezlashtirilgan qarish
Sinov davrini tezlashtirish va qarish ma'lumotlarini tezroq olish uchun laboratoriya odatda quyosh nurlanishini taqlid qilish, turli harorat, namlik va yomg'ir sharoitlariga mos kelish va hokazolar uchun sun'iy yorug'lik manbalaridan foydalanadi va turli xil tabiiy iqlimlarni simulyatsiya qilishi mumkin.
1) yorug'lik manbasini tanlash
Keng tarqalgan ishlatiladigan sun'iy yorug'lik manbalariga ksenonli yoy lampalar, metall halid lampalar va ultrabinafsha lyuminestsent lampalar kiradi. UV lyuminestsent lampalar o'rta to'lqinli UV va qisqa to'lqinli UV diapazonlarida quyosh nurini juda yaxshi taqlid qilishi mumkin. Ksenon yoy lampalari va metall halid lampalar to'liq spektrda quyosh nurini juda yaxshi taqlid qilishi mumkin. Shu sababli, yorug'lik manbalari sifatida ksenon lampalar va metall halid lampalaridan foydalanadigan sinov kameralari quyosh nuri nurlanishini yaxshi taqlid qilishi mumkin, floresan ultrabinafsha lampalardan foydalanadigan qarish kameralari esa quyosh nuriga taqlid qilish uchun mo'ljallanmagan, faqat quyosh nurining qarish ta'sirini taqlid qiladi. Bundan tashqari, bozorda yorug'lik manbai sifatida uglerod yoy lampalaridan foydalanadigan qarish qutilari mavjud. Biroq, uglerod yoyi spektri quyosh nurlari spektri bilan yaxshi korrelyatsiyaga ega emas va uglerod yoyi chiroq sinovidan foydalanish tarixiy sabablarga ko'ra.
2) Tezlashtirilgan qarishning dolzarbligi
Korrelyatsiya laboratoriyada tezlashtirilgan qarish natijalari va haqiqiy foydalanish muhitida materialning qarish natijalari o'rtasidagi muvofiqlik darajasini bildiradi. Faqat tezlashtirilgan qarish testi tegishli bo'lganda, u materialning ob-havoga chidamliligini chinakam aks ettirishi va materialning xizmat qilish muddatini haqiqatda bashorat qilishi mumkin. Asossiz tezlashtirilgan test sinovning ahamiyatini kamaytiradi va hatto uning ma'nosini yo'qotadi.
3) Laboratoriyalarda jadal qarishning rivojlanish tendentsiyasi
Boshida aytib o'tilganidek, moddiy qarishning ta'sir etuvchi omillari quyosh radiatsiyasi, harorat, suv va boshqa omillarni o'z ichiga oladi. Materiallarning qarishi bu omillarning birgalikdagi harakati natijasidir, ammo bu turli omillar ta'sirining oddiy superpozitsiyasi emas. Ular o'rtasidagi sinergiya ham hisobga olinishi kerak. Shu sababli, materialning haqiqiy foydalanish muhitini yanada kengroq simulyatsiya qilish tegishli natijalarga olib kelishi mumkin. Misol uchun, ISO 20340 standartiga ko'ra, sinov 7 kunlik tsiklga asoslangan. 1-3-kuni ISO 11507 standarti boʻyicha yorugʻlik va qorongʻu sikl bilan UV sinovi oʻtkaziladi. 4—6-kuni ISO 9227 standarti boʻyicha tuz purkash sinovi oʻtkaziladi. 7-kun ({{9}) } ±2) daraja past haroratli sinov. An'anaviy ob-havoga chidamlilik testi bilan taqqoslaganda, u ko'proq qarishga ta'sir qiluvchi omillarni birlashtiradi va materialning haqiqiy foydalanish shartlariga ko'proq mos keladi, shuning uchun u materialning haqiqiy qarishini yaxshiroq aks ettirishi mumkin. Biz bilamizki, mog'or, ozon konsentratsiyasi va boshqalar plastik mahsulotlarning qarishiga muhim ta'sir ko'rsatadi. Sinovda ko'proq qarish omillarini qanday integratsiya qilish laboratoriyalarda tezlashtirilgan qarishni rivojlantirish yo'nalishlaridan biri bo'ladi.
05 Polimer materiallarning qarishini oldini olish usullari
Hozirgi vaqtda polimer materiallarning qarishga qarshi xususiyatlarini yaxshilash va yaxshilashning asosiy usullari quyidagilardan iborat:
1. Jismoniy himoya qilish (qalinlash, bo'yash, tashqi qatlamni qo'shish va boshqalar).
Polimer materiallarining qarishi, ayniqsa, fotooksigen qarishi, birinchi navbatda material yoki mahsulot yuzasidan boshlanadi, rang o'zgarishi, chang, yorilish, porlashning yo'qolishi va boshqalar sifatida namoyon bo'ladi va keyin asta-sekin ichki qismga chuqurroq kirib boradi. Yupqa mahsulotlar qalin mahsulotlarga qaraganda muddatidan oldin ishdan chiqish ehtimoli ko'proq, shuning uchun mahsulotning xizmat qilish muddati mahsulotni qalinlashtirish orqali uzaytirilishi mumkin. Qarishga moyil bo'lgan mahsulotlar uchun siz sirtiga ob-havoga yaxshi qarshilik ko'rsatadigan qoplama qatlamini qo'llashingiz yoki mahsulot yuzasiga himoya qatlamini yopishtirish uchun mahsulotning tashqi qatlamiga yaxshi ob-havoga chidamli material qatlamini qo'shishingiz mumkin. mahsulot. Qarish jarayonini sekinlashtiring.
2. Qayta ishlash texnologiyasini takomillashtirish
Ko'pgina materiallar sintez yoki tayyorlash jarayonida qarish muammolariga ham ega. Masalan, polimerlanish jarayonida issiqlikning ta'siri, ishlov berish jarayonida kislorodning termal qarishi va boshqalar. Shunga mos ravishda, polimerizatsiya yoki qayta ishlash jarayonida kislorodni olib tashlash moslamasi yoki vakuum moslamasini qo'shish orqali kislorodning ta'sirini yumshatish mumkin. Biroq, bu usul faqat zavoddan chiqqanda materialning ishlashini kafolatlashi mumkin va bu usul faqat materialni tayyorlash manbasidan amalga oshirilishi mumkin va uni qayta ishlash va ishlatish jarayonida qarish muammosini hal qila olmaydi.
3. Polimer materiallarning konstruktiv dizayni yoki modifikatsiyasi
Ko'pgina polimer materiallari molekulyar tuzilishida qarishga juda moyil bo'lgan guruhlarni o'z ichiga oladi. Shuning uchun, materialning molekulyar strukturasi dizayni orqali qarishga moyil bo'lgan guruhlarni qarishga moyil bo'lmagan guruhlar bilan almashtirish ko'pincha yaxshi natijalarga erishishi mumkin. Yoki qarishga qarshi ta'sirga ega funktsional guruhlar yoki tuzilmalar polimer zanjiriga payvandlash yoki kopolimerizatsiya orqali kiritilishi mumkin, bu materialning o'ziga mukammal qarishga qarshi funktsiyalarni beradi. Bu ham tadqiqotchilar tomonidan tez-tez qo'llaniladigan usul, ammo narxi nisbatan yuqori. Hozircha yuqori, keng ko'lamli ishlab chiqarish va qo'llashga erishib bo'lmaydi.
4. Qarishga qarshi qo'shimchalar qo'shing
Hozirgi vaqtda polimer materiallarning qarish qarshiligini oshirishning samarali va keng tarqalgan usuli - arzonligi va mavjud ishlab chiqarish jarayonlarida o'zgarishlarning yo'qligi sababli keng qo'llaniladigan qarishga qarshi qo'shimchalarni qo'shishdir. Qarishga qarshi qo'shimchalarni qo'shishning ikkita asosiy usuli mavjud:
Qo'shimchalarni to'g'ridan-to'g'ri qo'shish usuli: ya'ni qarishga qarshi qo'shimcha (chang yoki suyuqlik) to'g'ridan-to'g'ri aralashtiriladi va qatron kabi xom ashyo bilan aralashtiriladi, so'ngra granulyatsiya yoki in'ektsion kalıplama uchun ekstrudirovka qilinadi va hokazo. Chunki bu qo'shish usuli oddiy va oson. amalga oshirish uchun ko'pchilik pelletizatsiya va inyeksion kalıplama zavodlari tomonidan keng qo'llaniladi.
Qarishga qarshi masterbatch qo'shish usuli: Mahsulot sifati va sifat barqarorligiga yuqori talablarga ega bo'lgan ishlab chiqaruvchilar ishlab chiqarish jarayonida qarishga qarshi masterbatch qo'shish usulidan ko'proq foydalanadilar. Qarishga qarshi masterbatch mos qatronni tashuvchi sifatida qo'llash orqali olinadi, turli xil samarali qarishga qarshi qo'shimchalar bilan aralashtiriladi, so'ngra ikkita vintli ekstruder bilan birgalikda ekstrudirovka qilinadi va granullanadi. Uning qo'llanilishining afzalligi masterbatch tayyorlash jarayonida qarishga qarshi qo'shimchalardan foydalanishdadir. Birinchidan, oldindan dispersiyaga erishiladi, so'ngra materialni keyingi qayta ishlash jarayonida qarishga qarshi qo'shimchalar ikkilamchi disperslanadi, bu polimer materiali matritsasida qo'shimchalarning bir xil tarqalishi maqsadiga erishadi, bu nafaqat materialning sifat barqarorligini ta'minlaydi. mahsulot, balki ishlab chiqarish jarayonida changning ifloslanishini oldini oladi, ishlab chiqarishni yanada yashil va ekologik toza qiladi.