Ez a cikk elsősorban a polipropilén lapok hőállóságát tárgyalja. Pontosabban, elemzi az anyag alapvető hőmérsékleti paramétereit, a magas hőmérsékleti környezet stabilitását, az alacsony hőmérsékleti körülmények közötti szilárdsági jellemzőket és a teljesítmény javulását a módosítás révén. Ugyanakkor összehasonlítják a közönséges műanyag anyagokkal, például a PVC -vel és a PET -vel. A molekuláris szintű szerkezeti különbségek és a fejlesztési módszerek alkalmazási hatásainak megfigyelésével referencia -alapot nyújtanak a megfelelő anyagok kiválasztásához a tényleges termelés során.
Mi a PP lapok specifikus hőállósága? Mi a legmagasabb hőmérséklet, amelyet tolerálhatunk?
1. Alapvető hőmérsékleti paraméterek
· Hő deformációs hőmérséklete (HDT): A teszt standard szerint ASTM D648, a 0 terhelés mellett mért érték. 46mpa 80-120 fok között van
· Olvadási pont teljesítménye: A kritikus pont hőmérséklete, amelyen az anyag szilárdról olvadtra változik, körülbelül 160-170 fok
· A tényleges használat során meg kell jegyezni, hogy rövid távú hőállóság esetén, például a hőformázás vagy a mikrohullámú asztali edények esetén a maximális hőmérséklet nem haladhatja meg a 120 fokot. Ha hosszú ideig használják, például autóipari belső alkatrészek vagy háztartási készülékek házak, ajánlott a 80 fok alatti hőmérséklet szabályozása.
2. A hőmérsékleti tartományt befolyásoló kulcsfontosságú tényezők
· Például olyan anyagok esetében, mint például a Homopolimer PP, annak nagy kristályosságának köszönhetően a hő deformációs hőmérséklete elérheti a 110-120 fokot, de van egy probléma, hogy alacsony hőmérsékletű környezetben könnyű törékenyvé válni. A kopolimer PP helyzete eltérő. A monomer komponensek, például az etilén vagy a butén hozzáadásának köszönhetően, bár a hő deformációs hőmérséklete a 80-100 fok tartományba esik, az anyag szilárdsága javult.
· A kristályossági indexnek külön magyarázatra van szüksége. Általánosságban elmondható, hogy minél magasabb a kristályosság, annál jobb az anyag hőállósága, de éppen ellenkezőleg, az alacsony hőmérsékletű környezetben könnyű törölni. Például a Homopolimer PP törékeny hőmérséklete olyan alacsony lehet, mint a mínusz 30 fok, amelyet a gyakorlati alkalmazások során különös figyelmet kell fordítani.
Vajon a PP lap deformálja vagy felszabadítja a káros anyagokat magas hőmérsékletű környezetben?
1. A magas hőmérsékleten történő morfológiai változások okai
· Anyag lágyulási jelenség: Ha a hőmérséklet meghaladja a hő deformációs hőmérsékletét (HDT), az anyag lágyul és megváltozik. Például a hőformázó formában a zsugorodási sebesség növekedhet a normál hőmérséklethez képest.
· A molekuláris szerkezet károsodása: Ha hosszú ideig 170 fok feletti magas hőmérsékletű környezetben van, akkor a fő láncszerkezet megszakad, és a mechanikai teljesítménymutatók, például a szakítószilárdság jelentősen romlik.
2. A káros anyagok felszabadításának lehetősége
· Élelmiszer-minőségű anyagkövetelmények: Az élelmiszer-csomagoláshoz használt PP-anyagoknak meg kell haladniuk az FDA élelmiszer-biztonsági szabványát (a specifikus szabványos szám 21 CFR 177.1520), és a lágyítók vagy a biszfenolt nem lehet hozzáadni a gyártás során, így a káros alkatrészek nem is könnyűek a magas hőmérsékletű környezetben.
· Ipari anyagkockázatok: Néhány ipari minőségű termék adalékanyagokat, például nehézfém-stabilizátorokat fog hozzáadni a teljesítmény fokozása érdekében. Különösen fontos megjegyezni, hogy ezek az adalékanyagok a magas hőmérsékletű munkakörnyezetben elolvashatják a szerves vegyületeket, például a benzolot.
3. A válasz módszerek elemzése
· Javított képlet: Például, ha az akadályozott fenol antioxidánsokat adnak a nyersanyagokhoz, az olyan adalékanyagok, mint például az Irganox 1010, lelassíthatják az anyag öregedését.
· Vizsgálat és ellenőrzés: A laboratóriumban alkalmazott termikus bomlási vizsgálati módszert (például termogravimetrikus elemzést) kell használni az anyag magas hőmérsékleten történő stabilitási adatainak megvizsgálására, hogy a tényleges használat során a biztonságos hőmérsékleti tartomány meghatározható legyen.
Mekkora a PP lap alacsony hőmérsékleti ellenállása? Alacsony hőmérsékleten törékeny lesz?
A harmadik kérdést illetően a PP -anyagok teljesítménye alacsony hőmérsékletű környezetben, különös tekintettel arra, hogy az anyagnak hűvös körülmények között törékeny repedési problémái vannak -e. Az anyagtulajdonságok szempontjából elemezhetjük. Például, amikor a hőmérséklet egy bizonyos kritikus pontra csökken, ez a műanyag termék valóban fizikai tulajdonságváltozásokat eredményez.
Először beszéljünk arról a helyzetről, amikor az anyag alacsony hőmérsékleten törékeny lesz. A homopolimer PP anyagok általában törékenyek lesznek, mínusz 20 fok és mínusz 30 fok, míg a kopolimerizált módosított típus a törékeny hőmérsékletet kb. 40 fokra csökkentheti. Ennek oka elsősorban az, hogy a monomer komponenseket, például az etilént vagy a butént adnak hozzá a gyártási folyamat során, ami megváltoztatja az anyag belső szerkezetének hőmérsékletét. Egyszerűen fogalmazva: az alacsony hőmérséklet még rosszabbá teszi a molekuláris lánc aktivitását, és az anyag rugalmassága ennek megfelelően csökken, és a külső erőhatás esetén könnyű megtörni.
Az alacsony hőmérsékleti keménység javítása szempontjából jelenleg két fő javítási ötlet létezik. Az első egy kopolimerizációs eljárás, például a propilén és az etilén véletlenszerű kopolimerizációjának alkalmazása, hogy a kapott anyagszerkezet lazább legyen, amelyet általában RPC anyagnak neveznek az iparban. A második az, hogy az erősítő összetevőket, például az EPDM -t vagy a poliolefin elasztomer hozzáadását az elasztomer anyagokban. Ezek az adalékanyagok olyan mikroszerkezetet alkotnak, amely hasonló a szigetek eloszlásához a mátrixban. Ezenkívül nano-méretű kalcium-karbonátpor vagy montmorillonit részecskék adhatók hozzá, hogy javítsák az anyag hatásállóságát a fizikai hatás révén.
A tényleges alkalmazási forgatókönyvek szempontjából például az olyan élelmiszer -csomagolódobozokat, amelyeket hosszú ideig fagyasztókban kell tárolni, garantálva kell lennie, hogy kellően ellenálló legyen a mínusz 18 fokos környezetbe esik, hogy elkerüljék a szállítás során bekövetkező károkat. Vannak olyan alkatrészek is, mint például az Észak-Európában gyártott autós lökhárítók, amelyeket speciális alacsony hőmérsékletű hatásvizsgálatokkal kell ellenőrizni a megbízhatóság ellenőrzése érdekében, amely az ipar hagyományos minőség-ellenőrzési folyamata.
Hogyan lehet javítani a PP lapok hőmérsékleti ellenállását módosítás vagy adalékanyagok révén?
1. Kémiai módosítás
A kémiai módosítás szempontjából elsősorban az anyagi képletben szereplő összetevők arányának beállításával érhető el. Például a kopolimerizációs módosítás, különösen a propilén és az etilén vagy a butén monomerek keverési arányának beállítása, hogy az anyag fenntartsa saját rugalmasságát, miközben biztosítja a magas hőmérsékleti ellenállását. Egy másik módszer a térhálósítás módosítása, azaz az anyag háromdimenziós hálózati struktúrájának kialakítása peroxid-iniciátorok, például DCP révén. Ez a módszer jelentősen javíthatja az anyag szerkezeti stabilitását magas hőmérsékleti körülmények között.
2. Fizikai módosítás
A fizikai módosításnak két fő típusa van. A töltés módosítása gyakoribb, például megerősítő anyagok, például üvegszál vagy szénszál hozzáadása az anyaghoz. A kísérleti adatok azt mutatják, hogy ez kb. 20-30 fokos Celsius fokkal növelheti az anyag hő deformációs hőmérsékletét (HDT). Egy másik módszer a PP és a nanoclay kompozit anyag elkészítése. Ennek az anyagnak az a jellemzője, hogy belső rétegű szerkezete hatékonyan akadályozhatja a molekuláris láncok mozgását hevítéskor, ezáltal elérve a hőmérséklet -ellenállás fokozásának hatását.
3. Adalékanyagok hozzáadása
Az additív kiegészítés szempontjából az antioxidánsok használata kritikusabb. Például egy általános modell az Irganox 1076, egy antioxidáns, amelynek fő funkciója annak megakadályozása, hogy az anyag magas hőmérsékletű környezetben oxidatív bomlási reakciókon esjen át. A nukleáris szerek szempontjából az olyan anyagok, mint a talkumpor, elősegíthetik az anyagban rendszeresebb kristályos szerkezet kialakulását. A kristályosság növekedése közvetlenül a hő deformációs hőmérsékleti (HDT) indexének növekedéséhez vezet.
Milyen előnyei és hátrányai vannak a PP lap hőállóságának, összehasonlítva más műanyag lapokkal, például a PVC -vel és a PET -vel?
1. Összehasonlítva a PVC anyagokkal
· Az előnyök az alábbiak szerint érthetők meg:
Például a PP -anyagok jobban teljesítenek magas hőmérsékleti környezetben, például a 80–120 Celsius fokos tartományban stabilak, míg a PVC 60 fok feletti deformálódást kezdhet. Ezenkívül a termelési folyamat során nem szabad klór-tartalmú anyagokat bocsátani, és égetés során kevésbé káros gázokat állítanak elő.
· A fő hiányosságok a következők:
Az átlátszóság valóban egy kicsit rosszabb, csakúgy, mint a matt üveghatás, amelyet gyakran látunk (a köd meghaladja a 10%-ot), míg a PVC az üveghez közeli tisztaságot érhet el. Ezenkívül, amikor olaj- vagy kémiai oldószereket találnak, a PP anyagok gyengébb toleranciával rendelkeznek.
2. Nézzük meg a kedvtelésből tartott anyagok helyzetét
· A kiemelkedőbb előnyök a következők:
A termelési költség körülbelül 3 0% alacsonyabb, például körülbelül 0,6 jüan olcsóbb \/ kilogramm. A feldolgozás és az öntés nem igényel túl magas hőmérsékletet, és a hőre lágyuló formázást körülbelül 120 fokon lehet elérni, ami sok energiát takarít meg a PET által megkövetelt 200 fokhoz képest.
· De a megjegyzendő hiányosságok a következők:
Szélsőséges magas hőmérsékleti körülmények között ez még mindig nem olyan megbízható, mint a PET (például a PET képes ellenállni a magas hőmérsékletnek 200 fokos hőmérsékleten), és mechanikai ereje szintén kissé alacsonyabb, például a szakítószilárdsága körülbelül 20 mPa alacsonyabb, mint a PET.
3. A kiválasztási szabályok gyakorlati alkalmazásokban
Olyan jeleneteknél, mint a napi ételcsomagolók és az autó belső dekorációs alkatrészei, amelyek legfeljebb 120 fokos hőmérsékletet igényelnek, költséghatékonyabb a PP-anyagok felhasználása. A PVC alkalmasabb olyan alkalmakra, amelyek korrózióvédelmet igényelnek, például csatornás csöveket vagy kábelhüvelyeket. Ami az ital palackokat illeti, amelyeknek ellenállniuk kell a magas hőmérsékletű sterilizálásnak, vagy a forró leves ebéddobozának, alapvetően erősebb hőmérsékleti ellenállású kedvtelésből tartott anyagokat választanak.
