Penuaan bahan polimer getah biasanya tidak dapat dipisahkan daripada ruang ujian penuaan. Theruang ujian penuaan ozonadalah peralatan ujian penting untuk bahan getah. Ruang ujian penuaan ozon boleh mengesan kebolehpercayaan produk getah, mengesan kecacatannya, dan kemudian menambah baik dan meningkatkan daya saing produk, dengan itu membantu syarikat mengawal kos dan meningkatkan keuntungan.
BOTO ialah pengilang yang mengkhusus dalam pengeluaran peralatan ujian alam sekitar dengan lebih daripada 20 tahun pengalaman industri.Siri ruang ujian suhu dan kelembapan, siri ruang ujian penuaan, mesin ujian alam sekitar mekanikaldan siri ruang ujian lain adalah produk berfaedah kami. Jika anda mempunyai sebarang keperluan, sila hubungi kami tepat pada masanya.
Bahan polimer termasuk plastik, getah, gentian, filem, pelekat dan salutan. Kerana banyak sifat berpotensi yang lebih tinggi daripada bahan struktur tradisional, ia semakin digunakan dalam bidang ketenteraan dan awam. Bahan polimer adalah ringan, kekuatan tinggi, baik dalam rintangan kakisan, dan mempunyai sifat perlindungan yang baik. Ia digunakan secara meluas dalam penerbangan, kereta, kapal, infrastruktur, produk ketenteraan dan bidang lain.
Walau bagaimanapun, semasa pemprosesan, penyimpanan dan penggunaan, disebabkan oleh kesan gabungan faktor dalaman dan luaran seperti cahaya, haba, oksigen, air, sinaran tenaga tinggi, hakisan kimia dan biologi, komposisi kimia dan struktur bahan polimer akan mengalami siri perubahan, dan sifat fizikal juga akan merosot dengan sewajarnya, seperti pengerasan, melekit, rapuh, perubahan warna, kehilangan kekuatan, dll. Fenomena ini dipanggil penuaan bahan polimer. Intipati penuaan bahan polimer merujuk kepada perubahan dalam struktur fizikal atau struktur kimia, yang ditunjukkan sebagai penurunan beransur-ansur dalam prestasi bahan dan kehilangan nilai penggunaannya yang sepatutnya.
Penuaan dan kegagalan bahan polimer telah menjadi salah satu isu utama yang menyekat pembangunan dan penggunaan bahan polimer selanjutnya.
Fenomena penuaan
Oleh kerana jenis polimer yang berbeza dan keadaan penggunaan yang berbeza, terdapat fenomena dan ciri penuaan yang berbeza. Sebagai contoh, filem plastik pertanian berubah warna, menjadi rapuh, dan telah mengurangkan ketelusan selepas terdedah kepada matahari dan hujan; plexiglass penerbangan menghasilkan coretan perak dan telah mengurangkan ketelusan selepas penggunaan jangka panjang; produk getah kehilangan keanjalan, mengeras, retak, atau menjadi lembut dan melekit selepas penggunaan jangka panjang; cat kehilangan kilauan, serbuk, buih dan pengelupasan selepas penggunaan jangka panjang. Fenomena penuaan boleh diringkaskan kepada empat perubahan berikut:
1. Perubahan penampilan
Noda, bintik, coretan perak, rekahan, fros, serbuk, melekit, melengkung, mata ikan, kedutan, pengecutan, terik, herotan optik dan perubahan warna optik.
2. Perubahan sifat fizikal
Termasuk perubahan dalam keterlarutan, bengkak, sifat reologi, dan rintangan sejuk, rintangan haba, kebolehtelapan air, dan kebolehtelapan udara.
3. Perubahan sifat mekanikal
Perubahan dalam sifat seperti kekuatan tegangan, kekuatan lentur, kekuatan ricih, kekuatan hentaman, pemanjangan relatif dan kelonggaran tegasan.
4. Perubahan sifat elektrik
Seperti perubahan dalam rintangan permukaan, rintangan isipadu, pemalar dielektrik, dan kekuatan kerosakan elektrik.
Faktor penuaan
Sifat fizikal bahan polimer berkait rapat dengan struktur kimia dan struktur agregatnya. Struktur kimia ialah struktur rantai panjang makromolekul yang disambungkan oleh ikatan kovalen, dan struktur agregat ialah struktur spatial di mana banyak makromolekul disusun dan disusun oleh daya molekul, seperti kristal, amorf, dan kristal-amorf.
Daya antara molekul yang mengekalkan struktur agregat termasuk daya ikatan ionik, daya ikatan logam, daya ikatan kovalen, dan daya van der Waals. Faktor persekitaran boleh menyebabkan perubahan dalam daya antara molekul, malah pecah rantai atau penumpahan kumpulan tertentu, yang akhirnya akan memusnahkan struktur agregat bahan dan mengubah sifat fizikal bahan. Biasanya terdapat dua faktor yang mempengaruhi penuaan bahan polimer: faktor dalaman dan faktor luaran.
Faktor dalaman
1. Struktur kimia polimer
Penuaan polimer berkait rapat dengan struktur kimianya sendiri. Bahagian ikatan lemah struktur kimia mudah dipengaruhi oleh faktor luaran dan pecah menjadi radikal bebas. Radikal bebas ini adalah titik permulaan untuk memulakan tindak balas radikal bebas.
2. Bentuk fizikal
Sesetengah ikatan molekul polimer disusun mengikut tertib, manakala yang lain tidak teratur. Ikatan molekul yang tersusun teratur boleh membentuk kawasan kristal, dan ikatan molekul yang tidak teratur adalah kawasan amorf. Morfologi banyak polimer tidak seragam, tetapi separa kristal, dengan kedua-dua kawasan kristal dan amorf. Tindak balas penuaan bermula dari kawasan amorf.
3. Keteraturan stereoskopik
Keteraturan stereoskopik polimer berkait rapat dengan kehablurannya. Secara amnya, polimer biasa mempunyai rintangan penuaan yang lebih baik daripada polimer rawak.
4. Berat molekul dan taburan amnya
Berat molekul polimer mempunyai sedikit kaitan dengan penuaan, tetapi taburan berat molekul mempunyai pengaruh yang besar terhadap prestasi penuaan polimer. Lebih luas pengedaran, lebih mudah umur, kerana lebih luas pengedaran, lebih banyak kumpulan akhir, dan lebih mudah untuk menyebabkan tindak balas penuaan.
5. Surih kekotoran logam dan kekotoran lain
Apabila polimer diproses, ia bersentuhan dengan logam, dan logam surih mungkin bercampur, atau beberapa pemangkin logam mungkin kekal semasa pempolimeran, yang akan menjejaskan permulaan auto-pengoksidaan (iaitu, penuaan).
Faktor luaran
1. Pengaruh suhu
Apabila suhu meningkat, pergerakan rantai polimer bertambah kuat. Apabila tenaga pemisahan ikatan kimia melebihi, ia akan menyebabkan degradasi haba rantai polimer atau penumpahan kumpulan. Pada masa ini, terdapat sejumlah besar laporan literatur mengenai degradasi haba bahan polimer; apabila suhu menurun, sifat mekanikal bahan sering terjejas. Titik suhu kritikal yang berkait rapat dengan sifat mekanikal termasuk suhu peralihan kaca T, suhu aliran likat Tf dan takat lebur Tm. Keadaan fizikal bahan boleh dibahagikan kepada keadaan kaca, keadaan anjal tinggi dan keadaan aliran likat.
2. Pengaruh kelembapan
Pengaruh kelembapan pada bahan polimer boleh dikaitkan dengan pembengkakan dan pelarutan air pada bahan, yang mengubah daya antara molekul yang mengekalkan struktur agregat bahan polimer, dengan itu memusnahkan keadaan agregat bahan. Khususnya untuk polimer amorfus yang tidak berkait silang, pengaruh kelembapan adalah sangat jelas, yang akan menyebabkan bahan polimer membengkak atau bahkan hancur dalam keadaan agregat, dengan itu merosakkan prestasi bahan; untuk plastik atau gentian kristal, disebabkan oleh kewujudan sekatan penembusan air, pengaruh kelembapan tidak begitu jelas.
3. Pengaruh oksigen
Oksigen adalah punca utama penuaan bahan polimer. Oleh kerana kebolehtelapan oksigen, polimer kristal lebih tahan terhadap pengoksidaan daripada polimer amorf. Oksigen mula-mula menyerang pautan lemah pada rantai utama polimer, seperti ikatan berganda, kumpulan hidroksil, kumpulan hidrogen atau atom pada atom karbon tertier, membentuk radikal peroksil polimer atau peroksida, dan kemudian menyebabkan rantai utama putus pada kedudukan ini. Dalam kes yang teruk, berat molekul polimer berkurangan dengan ketara, suhu peralihan kaca berkurangan, dan polimer menjadi melekit. Dengan adanya pemula tertentu atau unsur logam peralihan yang mudah terurai menjadi radikal bebas, terdapat kecenderungan untuk mempergiatkan tindak balas pengoksidaan.
4. Pengambilan gambar
Sama ada polimer terdedah kepada cahaya dan menyebabkan rantai molekul terputus bergantung pada saiz relatif tenaga cahaya dan tenaga pemisahan dan kepekaan struktur kimia polimer kepada gelombang cahaya. Disebabkan oleh kehadiran lapisan ozon dan atmosfera di permukaan bumi, julat panjang gelombang cahaya matahari yang boleh sampai ke bumi adalah antara 290nm dan 4300nm. Hanya gelombang cahaya di kawasan ultraungu yang mempunyai tenaga gelombang cahaya lebih besar daripada tenaga pemisahan ikatan kimia, yang akan menyebabkan ikatan kimia polimer terputus.
Sebagai contoh, panjang gelombang ultraungu 300nm hingga 400nm boleh diserap oleh polimer yang mengandungi kumpulan karbonil dan ikatan berganda, menyebabkan rantai makromolekul terputus, struktur kimia berubah, dan sifat bahan merosot; polietilena tereftalat mempunyai penyerapan kuat sinar ultraviolet 280nm, dan produk degradasi terutamanya CO, H, dan CH; poliolefin yang mengandungi hanya ikatan CC tidak mempunyai penyerapan sinar ultraungu, tetapi dengan kehadiran sejumlah kecil kekotoran, seperti kumpulan karbonil, ikatan tak tepu, kumpulan hidroperoksida, sisa pemangkin, hidrokarbon aromatik, dan unsur logam peralihan, ia boleh menggalakkan pengoksidaan foto. tindak balas poliolefin.
5. Pengaruh media kimia
Media kimia hanya boleh memainkan peranan apabila ia menembusi bahagian dalam bahan polimer. Kesan ini termasuk ikatan kovalen dan ikatan sekunder. Kesan ikatan kovalen dimanifestasikan sebagai pemotongan rantai, penghubung silang, penambahan, atau gabungan kesan rantai polimer ini. Ini adalah proses kimia yang tidak dapat dipulihkan; walaupun pemusnahan ikatan sekunder oleh media kimia tidak menyebabkan perubahan dalam struktur kimia, struktur agregat bahan akan berubah, menyebabkan perubahan yang sepadan dalam sifat fizikalnya.
Perubahan fizikal seperti keretakan tegasan persekitaran, keretakan pelarutan, dan pemplastikan adalah manifestasi tipikal penuaan sederhana kimia bahan polimer.
Cara untuk menghapuskan keretakan pembubaran adalah untuk menghapuskan tegasan dalaman bahan. Penyepuhlindapan selepas bahan terbentuk adalah kondusif untuk menghapuskan tekanan dalaman bahan. Pengplastisan ialah apabila medium cecair bersentuhan berterusan dengan bahan polimer. Interaksi antara polimer dan medium molekul kecil sebahagiannya menggantikan interaksi antara polimer, menjadikan segmen rantai polimer lebih mudah untuk bergerak, yang ditunjukkan sebagai penurunan dalam suhu peralihan kaca, penurunan dalam kekuatan, kekerasan dan modulus elastik. bahan, dan peningkatan dalam pemanjangan semasa putus.
6. Penuaan biologi
Oleh kerana produk plastik hampir semua menggunakan pelbagai bahan tambahan semasa proses pemprosesan, ia sering menjadi sumber nutrisi untuk acuan. Apabila acuan tumbuh, ia menyerap nutrien pada permukaan dan bahagian dalam plastik dan menjadi miselium, yang juga merupakan konduktor, dengan itu mengurangkan penebat plastik, mengubah beratnya, dan mengelupas dalam kes yang teruk. Metabolit pertumbuhan acuan mengandungi asid dan toksin organik, yang akan menjadikan permukaan plastik melekit, berubah warna, rapuh, dan mengurangkan kelicinan, dan juga akan menyebabkan orang yang mempunyai hubungan jangka panjang dengan plastik berkulat tersebut dijangkiti penyakit.
Polimer asli polisakarida dan sebatian diubah suainya boleh diproses menjadi filem pakai buang boleh terurai, kepingan, bekas, produk buih, dsb. melalui pengadunan dan pengubahsuaian dengan plastik am. Sisa mereka boleh dihidrolisis secara beransur-ansur menjadi sebatian molekul kecil melalui campur tangan enzim penguraian polimer semulajadi polisakarida seperti amilase yang banyak terdapat dalam persekitaran semula jadi, dan akhirnya terurai menjadi karbon dioksida dan air bebas pencemaran, kembali ke biosfera. Berdasarkan kelebihan ini, sebatian polimer semula jadi polisakarida yang diwakili oleh kanji masih merupakan komponen penting bagi plastik terdegradasi.
BOTO GROUP LTD. adalah pengilang profesional pelbagai jenis peralatan ujian selama lebih daripada 20 tahun.
Jika anda mempunyai sebarang pertanyaan, selamat datang ke kilang kami untuk mendapatkan bimbingan!