Ældningen af gummipolymermaterialer er sædvanligvis uadskillelig fra ældningstestkammeret. Detozonældningstestkammerer et vigtigt testudstyr til gummimaterialer. Ozonældningstestkammeret kan detektere pålideligheden af gummiprodukter, opdage deres defekter og derefter forbedre og forbedre produktets konkurrenceevne og derved hjælpe virksomheder med at kontrollere omkostningerne og øge fortjenesten.
BOTO er en producent med speciale i produktion af miljøtestudstyr med mere end 20 års brancheerfaring.Temperatur- og fugtighedstestkammerserien, aldringstestkammerserien, mekanisk miljøtestmaskineog andre serier af testkamre er vores fordelagtige produkter. Hvis du har behov, bedes du kontakte os i tide.
Polymermaterialer omfatter plast, gummi, fiber, film, klæbemiddel og belægning. På grund af deres mange potentielle egenskaber, der er bedre end traditionelle strukturelle materialer, bliver de i stigende grad brugt på det militære og civile område. Polymermaterialer er lette i vægt, høje i styrke, gode i korrosionsbestandighed og har gode beskyttende egenskaber. De er meget udbredt inden for luftfart, biler, skibe, infrastruktur, militære produkter og andre områder.
Men under forarbejdning, opbevaring og brug vil den kemiske sammensætning og struktur af polymermaterialer på grund af de kombinerede virkninger af interne og eksterne faktorer såsom lys, varme, ilt, vand, højenergistråling, kemisk og biologisk erosion gennemgå en række ændringer, og de fysiske egenskaber vil også forringes tilsvarende, såsom hærdning, klæbrighed, skørhed, misfarvning, tab af styrke osv. Dette fænomen kaldes ældning af polymermaterialer. Essensen af ældning af polymermateriale refererer til ændringerne i fysisk struktur eller kemisk struktur, som manifesteres som det gradvise fald i materialets ydeevne og tabet af dets behørige brugsværdi.
Ældningen og svigtet af polymermaterialer er blevet et af nøglespørgsmålene, der begrænser den videre udvikling og anvendelse af polymermaterialer.
Aldringsfænomen
På grund af forskellige polymervarianter og forskellige brugsbetingelser er der forskellige ældningsfænomener og karakteristika. For eksempel ændrer landbrugsplastfilm farve, bliver skør og har nedsat gennemsigtighed efter at være blevet udsat for sol og regn; luftfartsplexiglas udvikler sølvstriber og har reduceret gennemsigtighed efter lang tids brug; gummiprodukter mister elasticitet, hærder, revner eller bliver bløde og klistrede efter lang tids brug; maling mister glans, pudder, bobler og skaller efter lang tids brug. Aldringsfænomenet kan opsummeres i følgende fire ændringer:
1. Ændringer i udseende
Pletter, pletter, sølvstriber, revner, frost, pudring, klæbrighed, vridning, fiskeøjne, rynker, krympning, svidning, optisk forvrængning og ændringer i optisk farve.
2. Ændringer i fysiske egenskaber
Herunder ændringer i opløselighed, hævelse, rheologiske egenskaber og kuldebestandighed, varmebestandighed, vandpermeabilitet og luftgennemtrængelighed.
3. Ændringer i mekaniske egenskaber
Ændringer i egenskaber såsom trækstyrke, bøjningsstyrke, forskydningsstyrke, slagstyrke, relativ forlængelse og spændingsafspænding.
4. Ændringer i elektriske egenskaber
Såsom ændringer i overflademodstand, volumenmodstand, dielektrisk konstant og elektrisk nedbrydningsstyrke.
Aldringsfaktorer
De fysiske egenskaber af polymermaterialer er tæt forbundet med deres kemiske struktur og aggregatstruktur. Den kemiske struktur er en langkædet struktur af makromolekyler forbundet med kovalente bindinger, og aggregatstrukturen er en rumlig struktur, hvor mange makromolekyler er arrangeret og stablet af molekylære kræfter, såsom krystallinsk, amorf og krystallinsk-amorf.
De intermolekylære kræfter, der opretholder den samlede struktur, omfatter ioniske bindingskræfter, metalliske bindingskræfter, kovalente bindingskræfter og van der Waals-kræfter. Miljøfaktorer kan forårsage ændringer i intermolekylære kræfter, endda kædebrud eller udskillelse af visse grupper, som i sidste ende vil ødelægge materialets samlede struktur og ændre materialets fysiske egenskaber. Der er normalt to faktorer, der påvirker ældningen af polymermaterialer: indre faktorer og eksterne faktorer.
Interne faktorer
1. Kemisk struktur af polymerer
Ældningen af polymerer er tæt forbundet med deres egen kemiske struktur. De svage bindingsdele af den kemiske struktur påvirkes let af eksterne faktorer og bryder til frie radikaler. Dette frie radikal er udgangspunktet for at igangsætte frie radikaler.
2. Fysisk form
Nogle af polymerernes molekylære bindinger er arrangeret i rækkefølge, mens andre er uordnede. Ordnede molekylære bindinger kan danne krystallinske områder, og uordnet arrangerede molekylære bindinger er amorfe områder. Morfologien af mange polymerer er ikke ensartet, men semi-krystallinsk, med både krystallinske og amorfe områder. Ældningsreaktionen starter fra det amorfe område.
3. Stereoskopisk regelmæssighed
Den stereoskopiske regelmæssighed af en polymer er tæt forbundet med dens krystallinitet. Generelt har almindelige polymerer bedre ældningsbestandighed end tilfældige polymerer.
4. Molekylvægt og dens generelle fordeling
Molekylvægten af en polymer har lidt at gøre med ældning, men fordelingen af molekylvægt har stor indflydelse på ældningsydelsen af polymeren. Jo bredere fordeling, jo lettere er det at ælde, fordi jo bredere fordeling, jo flere endegrupper, og jo lettere er det at forårsage ældningsreaktioner.
5. Spor metalurenheder og andre urenheder
Når polymerer behandles, kommer de i kontakt med metaller, og spormetaller kan blandes i, eller nogle metalkatalysatorer kan forblive under polymerisationen, hvilket vil påvirke initieringen af autooxidation (dvs. ældning).
Eksterne faktorer
1. Temperaturens indflydelse
Når temperaturen stiger, intensiveres bevægelsen af polymerkæder. Når først dissociationsenergien for kemiske bindinger er overskredet, vil det forårsage termisk nedbrydning af polymerkæder eller gruppeudskillelse. På nuværende tidspunkt findes der et stort antal litteraturrapporter om termisk nedbrydning af polymermaterialer; når temperaturen falder, påvirkes materialets mekaniske egenskaber ofte. De kritiske temperaturpunkter, der er tæt forbundet med mekaniske egenskaber, omfatter glasovergangstemperatur T, viskøs fremløbstemperatur Tf og smeltepunkt Tm. Materialets fysiske tilstand kan opdeles i glastilstand, høj elastisk tilstand og viskøs flowtilstand.
2. Påvirkning af fugt
Luftfugtighedens indflydelse på polymermaterialer kan tilskrives kvældning og opløsning af vand på materialet, hvilket ændrer de intermolekylære kræfter, der opretholder polymermaterialets aggregatstruktur og derved ødelægger materialets aggregattilstand. Især for ikke-tværbundne amorfe polymerer er påvirkningen af fugt ekstremt tydelig, hvilket vil få polymermaterialet til at svulme eller endda desintegrere i den aggregerede tilstand og derved ødelægge materialets ydeevne; for krystallinsk plast eller fibre er påvirkningen af fugt ikke særlig tydelig på grund af eksistensen af vandindtrængningsrestriktioner.
3. Ilts indflydelse
Ilt er hovedårsagen til ældning af polymermaterialer. På grund af oxygens permeabilitet er krystallinske polymerer mere modstandsdygtige over for oxidation end amorfe polymerer. Oxygen angriber først de svage led på hovedkæden af polymerer, såsom dobbeltbindinger, hydroxylgrupper, hydrogengrupper eller atomer på tertiære carbonatomer, danner polymerperoxylradikaler eller peroxider, og får derefter hovedkæden til at bryde i denne position. I alvorlige tilfælde falder polymerens molekylvægt betydeligt, glasovergangstemperaturen falder, og polymeren bliver klæbrig. I nærvær af visse initiatorer eller overgangsmetalelementer, der let nedbrydes til frie radikaler, er der en tendens til at intensivere oxidationsreaktionen.
4. Fotoaldring
Hvorvidt polymeren udsættes for lys og får molekylkæden til at bryde afhænger af den relative størrelse af lysenergi og dissociationsenergi og følsomheden af polymerens kemiske struktur over for lysbølger. På grund af tilstedeværelsen af ozonlaget og atmosfæren på jordens overflade er bølgelængdeområdet for sollys, der kan nå jorden, mellem 290nm og 4300nm. Kun lysbølgerne i det ultraviolette område har lysbølgeenergi, der er større end den kemiske bindings dissociationsenergi, hvilket vil få polymerernes kemiske bindinger til at bryde.
For eksempel kan ultraviolette bølgelængder på 300 nm til 400 nm absorberes af polymerer, der indeholder carbonylgrupper og dobbeltbindinger, hvilket får makromolekylære kæder til at bryde, kemiske strukturer til at ændre sig, og materialeegenskaber forringes; polyethylenterephthalat har en stærk absorption af 280nm ultraviolette stråler, og nedbrydningsprodukterne er hovedsageligt CO, H og CH; polyolefiner, der kun indeholder CC-bindinger, har ingen absorption af ultraviolette stråler, men i nærværelse af en lille mængde urenheder, såsom carbonylgrupper, umættede bindinger, hydroperoxidgrupper, katalysatorrester, aromatiske carbonhydrider og overgangsmetalelementer, kan de fremme fotooxidationen reaktion af polyolefiner.
5. Påvirkning af kemiske medier
Kemiske medier kan kun spille en rolle, når de trænger ind i det indre af polymermaterialer. Disse effekter omfatter kovalente bindinger og sekundære bindinger. Effekten af kovalente bindinger viser sig som kædespaltning, tværbinding, addition eller en kombination af disse virkninger af polymerkæder. Dette er en irreversibel kemisk proces; selvom ødelæggelsen af sekundære bindinger af kemiske medier ikke forårsager ændringer i den kemiske struktur, vil materialets samlede struktur ændre sig, hvilket forårsager tilsvarende ændringer i dets fysiske egenskaber.
Fysiske ændringer såsom miljøspændingsrevner, opløsningsrevner og plastificering er typiske manifestationer af kemisk mediumældning af polymermaterialer.
Måden at eliminere opløsningsrevner er at eliminere den indre spænding af materialet. Udglødning efter materialets dannelse er befordrende for at eliminere den indre spænding af materialet. Blødgøring er, når det flydende medium er i kontinuerlig kontakt med polymermaterialet. Interaktionen mellem polymeren og det lille molekyle medium erstatter delvist interaktionen mellem polymererne, hvilket gør polymerkædesegmenterne lettere at bevæge sig, hvilket viser sig som et fald i glasovergangstemperaturen, et fald i styrke, hårdhed og elasticitetsmodul af materialet, og en forøgelse af forlængelsen ved brud.
6. Biologisk aldring
Da plastprodukter næsten alle bruger en række tilsætningsstoffer under forarbejdningsprocessen, bliver de ofte en kilde til ernæring for skimmelsvamp. Når skimmelsvamp vokser, optager det næringsstoffer på overfladen og indersiden af plasten og bliver til mycelium, som også er en leder, hvilket reducerer isoleringen af plasten, ændrer dens vægt og skaller i alvorlige tilfælde. Skimmelsvampens metabolitter indeholder organiske syrer og toksiner, som vil gøre overfladen af plastikken klæbrig, misfarvet, skør og reducere glatheden, og vil også få mennesker, der har langvarig kontakt med sådan muggent plast, at pådrage sig sygdomme.
Naturlige polysaccharidpolymerer og deres modificerede forbindelser kan forarbejdes til nedbrydelige engangsfilm, plader, beholdere, skumprodukter osv. gennem blanding og modifikation med almindelig plast. Deres affald kan gradvist hydrolyseres til små molekylære forbindelser gennem indgrebet af polysaccharid naturlige polymernedbrydningsenzymer såsom amylase, der er meget til stede i det naturlige miljø, og til sidst nedbrydes til forureningsfri kuldioxid og vand, der vender tilbage til biosfæren. Baseret på disse fordele er polysaccharid naturlige polymerforbindelser repræsenteret ved stivelse stadig en vigtig bestanddel af nedbrydelig plast.
BOTO GROUP LTD. er en professionel producent af forskellige former for testudstyr i mere end 20 år.
Hvis du har spørgsmål, velkommen til vores fabrik for vejledning!