Da li je cijena POE ponovo porasla?

Kao jedan od najčešće korištenih materijala za kaljenje, ova dinamika nesumnjivo zadaje glavobolje kompanijama koje se bave modifikacijom. Čvrstoća i žilavost su dva važna pokazatelja mehaničkih performansi, tako da je modifikacija kaljenjem plastike glavni smjer modifikacije plastike, a danas je dodavanje sredstva za kaljenje i dalje najdirektniji i najefikasniji način kaljenja materijala.

Dakle, pored upotrebe elastomernog kaljenja, koje su druge opcije? Danas vas vodim kroz organizaciju, modifikaciju kaljenja i koje su izvodljive ideje.

Uobičajeno korištena sredstva za učvršćivanje mogu se podijeliti u dvije kategorije: aktivna sredstva za učvršćivanje i neaktivna sredstva za učvršćivanje. To su ona čiji molekularni lanci sadrže aktivne grupe koje mogu reagirati s matričnom smolom, što može formirati mrežnu strukturu i povećati dio nereaktivnih sredstava za učvršćivanje. Nereaktivna sredstva za učvršćivanje su klasa sredstava za učvršćivanje koja su dobro kompatibilna s osnovnom smolom, ali ne sudjeluju u kemijskoj reakciji.

Elastomerni materijali za ojačavanje

Gotovo svi fleksibilni materijali mogu se koristiti kao sredstva za očvršćavanje krhkih materijala, ključna je kompatibilnost između višefaznih komponenti, samo dobra kompatibilnost sistema za očvršćavanje postiže željenu svrhu očvršćavanja, inače je kontraproduktivno. Uobičajeno korištena elastomerna sredstva za očvršćavanje klasificiraju se prema visokoj ili niskoj temperaturi staklastog prijelaza.

(1) Smola visoke otpornosti na udarce
Kao što su hlorisani polietilen (CPE), kopolimer metil metakrilata-butadien-stirena (MBS), akrilatni kopolimer (ACR), blok kopolimer stirena-butadiena (SBS), hidrogenizovani SBS (SEBS), POE, EVA, itd.
(2) Guma otporna na udarce
Kao što su etilen propilenska guma (EPR), EPDM, NBR, NR, SBR, BR, CR, itd.
Osim toga, ako se TPU koristi kao sredstvo za ojačavanje PA66, zarezna udarna čvrstoća kompozita PA66/TPU se znatno poboljšava, a zatezna svojstva kompozita se samo neznatno smanjuju. Mehanička svojstva postižu najbolja svojstva kada je količina dodatka TPU 5%. Kristaliničnost se smanjuje za 50%, što ukazuje na to da sistem ima očigledan učinak ojačavanja PA66.

Klasifikacija prema unutrašnjoj strukturi elastomera.

(1) Unaprijed određena klasa elastomera
To su polimeri strukture jezgro-ljuska, s mekom elastomernom jezgrom i polimerom s ljuskom visoke temperature staklastog prijelaza. Kao što su MBS, ACS, MABS, itd.
(2) Klasa elastomera koja nije unaprijed određena
To je mrežni polimer, a njegova modifikacija udarne čvrstoće se mijenja mehanizmom djelovanja rastvarača, kao što su CPE, EVA itd.
(3) Prelazna klasa elastomera

Struktura je između unaprijed određenog i neunaprijed određenog elastomera, kao što je ABS itd.

Čvrsti, kaljeni materijali

Neorganski kruti materijali za ojačavanje (RIF), uglavnom ultrafini neorganski punioci i specijalni punioci.

Ultrafino neorgansko punilo odnosi se na veličinu čestica između 0.1-5 μm, a modifikacijski efekat takvog punila se povećava s povećanjem dodatka punila, zatezna čvrstoća i udarna čvrstoća se postepeno smanjuju, ostaju nepromijenjeni ili se neznatno povećavaju, dok ostala svojstva nastavljaju rasti.

Specijalna punila uključuju super vlakna (CF), igličasta/sferična punila, soli zemnoalkalnih metala i minerale rijetkih zemalja itd.

Supervlakna kao što su karbonska vlakna, borova vlakna, kvarcna vlakna, organska vlakna, karbonske nanocjevčice i razni viski. Disperzija supervlakana u polimerima mora se provoditi relativno specifičnim i ciljanim metodama.

Igličasto punilo kao što je igličasti volastonit, koji ima određeni učinak očvršćavanja.

Generalno, tretira se silanskim vezivnim sredstvom ili složenim vezivnim sredstvom 10-15 minuta na 50-80 ℃, a preporučena količina dodavanja je 10-15%. Volastonit bez tretmana nema efekat ojačavanja.
Sferna punila uključuju staklene mikrosfere, šuplje staklene mikrosfere, volastonitne kuglice, plastične kuglice, keramičke kuglice itd.

Soli zemnoalkalnih metala uglavnom uključuju barijum sulfat, količina punjenja je u širokom rasponu, udarna čvrstoća materijala za punjenje ima različite stepene poboljšanja, pri dodavanju od oko 60%, udarna čvrstoća dostiže vrhunac.
Rijetkozemni minerali su uglavnom rijetkozemni oksidi, alkil rijetkozemni spojevi i rijetkozemne soli, kao što su rubidijum oksid i cerijum fluorid. Mehanizam očvršćavanja rijetkozemnih minerala uglavnom je povezan s njihovom nukleacijom, tj. rijetke zemlje se koriste kao nukleacijski agensi za poboljšanje kristalne strukture sistema za očvršćavanje i postizanje cilja očvršćavanja. Uglavnom se koriste za očvršćavanje kristalnih polimera, kao što su PP, PA, POM itd.

(2) Organski kruti ojačani materijali (ROF)
Kao što jePMMA, PP, PS, MMA/S i SAN, itd. Sa dvostrukom funkcijom kaljenja i ojačavanja, efekat kaljenja i ojačavanja je paraboličan.

Princip kaljenja
Kada je polimerni materijal izložen udarnom opterećenju prilikom oštećenja (lomljenja), veličina njegove žilavosti zavisi od veličine energije udara koju materijal apsorbuje i njegove sposobnosti da se odupre širenju pukotine. Dakle, kako ojačavajući materijali i matrica igraju ulogu u ojačavanju polimera?

1. Mehanizam ojačavanja elastomera

Elastomer direktno apsorbira energiju, kada se uzorak udari, stvorit će mikropukotine. Kada se čestice gume prošire preko obje strane pukotine, da bi se razvila pukotina, guma se mora istegnuti, a proces deformacije gume apsorbira veliku količinu energije, čime se povećava udarna čvrstoća plastike.

2. Teorija prinosa

Visoka udarna čvrstoća ojačane gumene plastike uglavnom proizlazi iz čestih deformacija tečenja matrice smole. Razlog tome je što su koeficijent termičkog širenja i Poissonov koeficijent gume veći nego kod plastike. Tokom faze hlađenja u procesu oblikovanja, termičko skupljanje i deformacija uzrokuju poprečno skupljanje hidrostatičkog napona zatezanja matrice. Zbog toga se slobodni volumen matrice smole povećava, a temperatura staklastog prijelaza se smanjuje. Plastična deformacija se lako proizvodi i žilavost se poboljšava. S druge strane, to je uzrokovano efektom koncentracije napona u gumenim česticama.

3. Teorija pucanja jezgra

Gumene granule djeluju kao tačke koncentracije napona, stvarajući veliki broj malih pukotina umjesto nekoliko velikih, a potrebno je više energije za proširenje brojnih malih pukotina nego za proširenje nekoliko velikih. Istovremeno, polja napona velikog broja malih pukotina međusobno interferiraju, slabeći vodeće napone za razvoj pukotine, što, zauzvrat, usporava razvoj pukotine i dovodi do prestanka pukotina.

4. Teorija višestrukih srebrnih uzoraka

Zbog izuzetno velikog broja gumenih čestica u kaljenoj plastici, veliki broj koncentrata napona pokreće veliki broj srebrnih uzoraka, što može raspršiti veliku količinu energije. Gumene čestice su također terminatori srebrnih pruga, a male čestice ne mogu prekinuti srebrnu prugu.

5. Teorija srebrnih prugasto-smicajućih pojaseva

Ovo je važna teorija koja je općeprihvaćena u industriji. Brojni eksperimenti su pokazali da se mehanizam deformacije polimera sastoji od dva procesa: jedan je proces smične deformacije, a drugi je proces valovitosti srebra. Proces smicanja uključuje i difuznu deformaciju smicanja usljed popuštanja i formiranje lokalnih traka smicanja. Smična deformacija je samo promjena oblika objekta, energija kohezije između molekula i gustoća objekta se u osnovi ne mijenjaju. S druge strane, proces pruganja srebra uzrokuje značajno smanjenje gustoće objekta. S jedne strane, postoje šupljine u tijelu srebrnog zrna, što ukazuje na to da je granulacija srebra uzrokovala određena oštećenja materijala, što je preteča submikroskopskog oštećenja loma; s druge strane, srebrno zrno troši mnogo energije u procesu formiranja i rasta, što ograničava širenje pukotina i poboljšava žilavost materijala, što je jedan od mehaničkih mehanizama ojačavanja polimera. Stoga je ispravno razumijevanje fenomena srebrnih pruga srž razumijevanja procesa deformacije i loma polimernih materijala i jedan je od ključeva za projektovanje ko-miješanih modificiranih plastika, posebno ojačanih plastika.

6. Teorija kavitacije

Teorija kavitacije odnosi se na fenomen kavitacije unutar gumenih čestica ili na graničnom sloju između gumenih čestica i podloge pod djelovanjem trodimenzionalnog napona u procesu deformacije na niskim temperaturama ili velikom brzinom. Teorija kaže da: gumom modificirana plastika pod djelovanjem vanjskih sila, disperzna faza gumenih čestica zbog koncentracije napona, rezultira kavitacijom na graničnoj površini između gume i same matrice. Nakon što gumene čestice kavitiraju, hidrostatičko naprezanje oko gume se oslobađa, stanje napona tanke matrice između šupljina se mijenja iz trodimenzionalnog u jednodimenzionalno, a ravno naprezanje prelazi u ravno naprezanje, a ovo novo stanje napona pogoduje formiranju smičućeg pojasa. Stoga, sama kavitacija ne može predstavljati prijelaz iz krhkog u žilavo stanje materijala; ona samo dovodi do promjene stanja napona materijala, što izaziva smicanje, sprječava daljnje širenje pukotina i poboljšava žilavost materijala.