Старење гумених полимерних материјала је обично неодвојиво од коморе за испитивање старења. Тхекомора за испитивање старења озонаје неопходна опрема за испитивање гумених материјала. Комора за испитивање старења озона може открити поузданост гумених производа, открити њихове недостатке, а затим побољшати и побољшати конкурентност производа, помажући компанијама да контролишу трошкове и повећају профит.
БОТО је произвођач специјализован за производњу опреме за испитивање животне средине са више од 20 година искуства у индустрији.Серија комора за испитивање температуре и влажности, серија комора за испитивање старења, машина за механичко испитивање животне срединеи друге серије испитних комора су наши повољни производи. Ако имате било какве потребе, контактирајте нас на време.
Полимерни материјали укључују пластику, гуму, влакна, филм, лепак и премаз. Због својих бројних потенцијалних својстава супериорних у односу на традиционалне конструкцијске материјале, они се све више користе у војним и цивилним областима. Полимерни материјали су мале тежине, високе чврстоће, добре отпорности на корозију и имају добра заштитна својства. Они се широко користе у авијацији, аутомобилима, бродовима, инфраструктури, војним производима и другим областима.
Међутим, током обраде, складиштења и употребе, услед комбинованог дејства унутрашњих и спољашњих фактора као што су светлост, топлота, кисеоник, вода, високоенергетска радијација, хемијска и биолошка ерозија, хемијски састав и структура полимерних материјала ће бити подвргнути низом промена, а сходно томе ће се погоршати и физичка својства, као што су очвршћавање, лепљивост, ломљивост, промена боје, губитак чврстоће итд. Ова појава се назива старење полимерних материјала. Суштина старења полимерног материјала односи се на промене у физичкој или хемијској структури, што се манифестује као постепени пад перформанси материјала и губитак његове употребне вредности.
Старење и квар полимерних материјала постало је једно од кључних питања које ограничава даљи развој и примену полимерних материјала.
Феномен старења
Због различитих сорти полимера и различитих услова употребе, постоје различите појаве и карактеристике старења. На пример, пољопривредна пластична фолија мења боју, постаје ломљива и има смањену транспарентност након излагања сунцу и киши; авио плексиглас развија сребрне пруге и има смањену транспарентност након дуготрајне употребе; гумени производи губе еластичност, стврдњавају, пуцају или постају мекани и лепљиви након дуготрајне употребе; боја губи сјај, пудере, мехуриће и љушти се након дуготрајне употребе. Феномен старења може се сажети у следеће четири промене:
1. Промене у изгледу
Мрље, мрље, сребрне пруге, пукотине, мраз, прах, лепљивост, савијање, рибље очи, боре, скупљање, печење, оптичко изобличење и промене у оптичкој боји.
2. Промене физичких својстава
Укључујући промене у растворљивости, бубрењу, реолошким својствима и отпорности на хладноћу, отпорности на топлоту, водопропусности и пропусности ваздуха.
3. Промене механичких својстава
Промене у својствима као што су затезна чврстоћа, чврстоћа на савијање, чврстоћа на смицање, чврстоћа на удар, релативно издужење и релаксација напона.
4. Промене електричних својстава
Као што су промене у површинском отпору, запреминском отпору, диелектричној константи и јачини електричног пробоја.
Фактори старења
Физичка својства полимерних материјала су уско повезана са њиховом хемијском структуром и структуром агрегата. Хемијска структура је дуголанчана структура макромолекула повезаних ковалентним везама, а агрегатна структура је просторна структура у којој су многи макромолекули распоређени и наслагани молекуларним силама, као што су кристални, аморфни и кристално-аморфни.
Међумолекулске силе које одржавају структуру агрегата укључују силе јонске везе, силе металне везе, силе ковалентне везе и ван дер Валсове силе. Фактори животне средине могу изазвати промене у интермолекуларним силама, чак и прекид ланца или осипање одређених група, што ће на крају уништити агрегатну структуру материјала и променити физичка својства материјала. Обично постоје два фактора који утичу на старење полимерних материјала: унутрашњи фактори и спољашњи фактори.
Унутрашњи фактори
1. Хемијска структура полимера
Старење полимера је уско повезано са њиховом сопственом хемијском структуром. На слабе спојне делове хемијске структуре лако утичу спољни фактори и разбијају се и постају слободни радикали. Овај слободни радикал је полазна тачка за покретање реакција слободних радикала.
2. Физички облик
Неке од молекуларних веза полимера су распоређене по реду, док су друге поремећене. Уредно распоређене молекуларне везе могу формирати кристална подручја, а неуређене молекуларне везе су аморфне области. Морфологија многих полимера није уједначена, већ полукристална, са кристалним и аморфним подручјима. Реакција старења почиње од аморфног подручја.
3. Стереоскопска правилност
Стереоскопска правилност полимера је уско повезана са његовом кристалношћу. Генерално, обични полимери имају бољу отпорност на старење од насумичних полимера.
4. Молекуларна тежина и њена општа дистрибуција
Молекуларна тежина полимера нема много везе са старењем, али расподела молекулске тежине има велики утицај на перформансе старења полимера. Што је шира дистрибуција, лакше се стари, јер што је шира дистрибуција, то је више крајњих група и лакше је изазвати реакције старења.
5. Трагови металних нечистоћа и других нечистоћа
Када се полимери обрађују, они долазе у контакт са металима, а метали у траговима могу бити помешани, или неки метални катализатори могу остати током полимеризације, што ће утицати на покретање аутооксидације (тј. старење).
Спољни фактори
1. Утицај температуре
Како температура расте, кретање полимерних ланаца се интензивира. Када се прекорачи енергија дисоцијације хемијских веза, то ће изазвати термичку деградацију полимерних ланаца или групно распадање. Тренутно постоји велики број литературних извештаја о термичкој деградацији полимерних материјала; када се температура смањи, механичка својства материјала су често погођена. Критичне температурне тачке уско повезане са механичким својствима укључују температуру стакластог прелаза Т, температуру вискозног протока Тф и тачку топљења Тм. Физичко стање материјала може се поделити на стаклено стање, високо еластично стање и стање вискозног протока.
2. Утицај влаге
Утицај влаге на полимерне материјале може се приписати бубрењу и растварању воде на материјалу, што мења међумолекулске силе које одржавају агрегатну структуру полимерног материјала, чиме се уништава агрегатно стање материјала. Посебно за не-повезане аморфне полимере, утицај влаге је изузетно очигледан, што ће узроковати да полимерни материјал набубри или се чак распадне у агрегатном стању, чиме ће оштетити перформансе материјала; за кристалну пластику или влакна, због постојања ограничења продирања воде, утицај влаге није баш очигледан.
3. Утицај кисеоника
Кисеоник је главни узрок старења полимерних материјала. Због пропустљивости кисеоника, кристални полимери су отпорнији на оксидацију од аморфних полимера. Кисеоник прво напада слабе карике на главном ланцу полимера, као што су двоструке везе, хидроксилне групе, водоничне групе или атоми на терцијарним атомима угљеника, формирајући полимер пероксилне радикале или пероксиде, а затим изазива прекид главног ланца на овој позицији. У тешким случајевима, молекулска тежина полимера се значајно смањује, температура стаклене транзиције се смањује, а полимер постаје лепљив. У присуству одређених иницијатора или елемената прелазних метала који се лако разлажу у слободне радикале, постоји тенденција интензивирања реакције оксидације.
4. Фотостарење
Од релативне величине светлосне енергије и енергије дисоцијације и осетљивости хемијске структуре полимера на светлосне таласе зависи да ли је полимер изложен светлости и изазива прекид молекулског ланца. Због присуства озонског омотача и атмосфере на површини земље, опсег таласних дужина сунчеве светлости која може да допре до тла је између 290нм и 4300нм. Само светлосни таласи у ултраљубичастом региону имају енергију светлосног таласа већу од енергије дисоцијације хемијске везе, што ће изазвати пуцање хемијских веза полимера.
На пример, ултраљубичасте таласне дужине од 300 нм до 400 нм могу да се апсорбују од стране полимера који садрже карбонил групе и двоструке везе, што доводи до пуцања макромолекуларних ланаца, промене хемијских структура и погоршања својстава материјала; полиетилен терефталат има јаку апсорпцију ултраљубичастих зрака од 280нм, а производи разградње су углавном ЦО, Х и ЦХ; полиолефини који садрже само ЦЦ везе немају апсорпцију ултраљубичастих зрака, али у присуству мале количине нечистоћа, као што су карбонилне групе, незасићене везе, хидропероксидне групе, остаци катализатора, ароматични угљоводоници и елементи прелазних метала, могу подстаћи фотооксидацију реакција полиолефина.
5. Утицај хемијских медија
Хемијски медији могу играти улогу само када продру у унутрашњост полимерних материјала. Ови ефекти укључују ковалентне везе и секундарне везе. Ефекат ковалентних веза се манифестује као расцеп ланца, умрежавање, додавање или комбинација ових ефеката полимерних ланаца. Ово је неповратан хемијски процес; иако уништавање секундарних веза хемијским срединама не изазива промене у хемијској структури, агрегатна структура материјала ће се променити, изазивајући одговарајуће промене у његовим физичким својствима.
Физичке промене као што су пуцање под стресом околине, пуцање растварањем и пластификација су типичне манифестације старења полимерних материјала у хемијској средини.
Начин да се елиминише растварање пуцања је елиминисање унутрашњег напрезања материјала. Жарење након формирања материјала погодује елиминисању унутрашњег напрезања материјала. Пластификација је када је течни медијум у непрекидном контакту са полимерним материјалом. Интеракција између полимера и средине са малим молекулима делимично замењује интеракцију између полимера, чинећи сегменте полимерног ланца лакшим за кретање, што се манифестује као смањење температуре стакластог прелаза, смањење чврстоће, тврдоће и модула еластичности. материјала, и повећање издужења при прекиду.
6. Биолошко старење
Пошто пластични производи скоро сви користе различите адитиве током процеса обраде, они често постају извор исхране за буђ. Када буђ расте, апсорбује хранљиве материје на површини и унутрашњости пластике и постаје мицелијум, који је уједно и проводник, чиме се смањује изолација пластике, мења њена тежина, а у тешким случајевима се љушти. Метаболити раста буђи садрже органске киселине и токсине, који ће површину пластике учинити лепљивом, обезбојеном, ломљивом и смањити глаткоћу, а такође ће изазвати болести код људи који имају дуготрајан контакт са таквом плеснивом пластиком.
Природни полимери полисахарида и њихова модификована једињења могу се прерадити у разградиве филмове за једнократну употребу, листове, контејнере, производе од пене, итд. мешањем и модификацијом са општом пластиком. Њихов отпад се може постепено хидролизовати у мала молекуларна једињења кроз интервенцију ензима за разлагање полисахарида природног полимера као што је амилаза који су широко присутни у природном окружењу, и коначно разложити на угљен-диоксид и воду без загађења, враћајући се у биосферу. На основу ових предности, полисахаридна природна полимерна једињења представљена скробом су и даље важна компонента разградиве пластике.
БОТО ГРОУП ДОО. је професионални произвођач разних врста опреме за тестирање више од 20 година.
Ако имате било каквих питања, добродошли у нашу фабрику за упутства!