бетіндегі ақ ұнтақ, майлы зат немесе кристалдық түйіршіктердің «тұндыру» құбылысы.отқа төзімді полипропилен (PP)сақтау немесе пайдалану кезіндегі өнімдер - бұл саланы көптен бері мазалап келген ортақ мәселе. Жауын-шашын өнімнің сыртқы түрі мен жанасуына елеулі зиянын тигізіп қана қоймайды, сонымен қатар жалынға қарсы өнімділіктің төмендеуіне, электр өнімділігінің нашарлауына және соңғы тұтынушылардың шағымдарын тудыруы мүмкін. Бұл мәселенің мәні - термодинамикалық қозғалыс кезінде бетке көшу және жинақтау формуладағы шағын молекулалы қоспалар немесе модификаторлар процесі. Бұл мақала трансфер термодинамикасының және кинетикасының түбірлерінен басталады, жауын-шашын мәселелерін жеңудің бес негізгі әдісін жүйелі түрде түсіндіреді және мүмкін болатын техникалық жол картасын ұсынады.
Жауын-шашынды түсіну оны шешудің алғашқы қадамы болып табылады. Тұнбаның түсуі негізінен жүйедегі әртүрлі компоненттердің үйлеспеуінен және молекулалық қозғалыстың болмай қалуынан болады.
·Жалынға төзімді PP – бұл РР матрицасын, жалынға төзімді заттарды (мысалы, магний гидроксиді/MDH, кеңеюге арналған жалынға төзімді заттар/IFR), бетті өңдеу агенттері, үйлесімдіизаторлар, майлау материалдары, тұрақтандырғыштар және т.б. қамтитын күрделі көпфазалы жүйе. Көптеген қоспалар төмен молекулалық массасы бар немесе PP-модинамикалық үйлесімділігі шектеулі.
·Термодинамиканың екінші заңы бойынша бұл қоспалар бүкіл жүйенің Гиббс бос энергиясын азайту үшін жүйенің ішкі бөлігінен бетіне (ауа интерфейсіне) өздігінен ауысу тенденциясына ие. Бұл ішкі жағынан бетіне қарай химиялық потенциал градиенті жауын-шашынның негізгі қозғаушы күші болып табылады.
·Миграция негізінен аморфты аймақ арқылы жүредіPP. Температураның әсерінен (өңдеу температурасы, пайдалану ортасының температурасы) PP тізбегінің сегменттерінің қозғалғыштығы артып, шағын молекулалар үшін диффузиялық арналарды қамтамасыз етеді.
· Жалынға төзімді зат пен матрица арасындағы интерфейс әлсіз байланыс болып табылады. Интерфейстің байланысы әлсіз болса, микро ақаулар мен арналар пайда болады, бұл интерфейс бойымен қоспалардың «жылдам арна» көшуін жылдамдатады.
·Кристалдығы және морфологиясы: PP-нің кристалдық аймағы тосқауыл ретінде әрекет етеді, сондықтан кристалдылығы төмен және толық емес кристалдануы бар материалдарда жауын-шашын қаупі жоғары болады.
Жауын-шашын мәселесін шешу үшін екі өлшемнен: «қозғаушы күштерді басу» және «көші-қон жолдарын жабу» саясатын жүйелі түрде жүзеге асыру қажет. Төменде бес негізгі әдіс бар:
Мақсаты: Оңай көшірілетін интерфейс модификаторлары мен басқа компоненттерді олардың функционалдық тораптарында мықтап бекіту.
· Реактивті сәйкестендіргіштерді қолдану:
· Дәстүрлі жалғыз ауызша біріктіру агенттерінен (қарапайым силан сияқты) бас тартып, оның орнына реактивті екі функционалды қосылыстарды пайдаланыңыз. Мысалы, құрамында қанықпаған қос байланыстар (мысалы, винилтриетоксисилан) бар силанды біріктіру агенттерін пайдалану, пероксидтердің қатысуымен олардың қос байланыстары РР матрицасымен егу реакцияларына ұшырауы мүмкін.
· Жоғары егу жылдамдығы және жоғары молекулалық салмағы малеин ангидридімен егілген PP (PP-g-MAH) сияқты макромолекулярлық интерфейс агенттерін қолданыңыз. Оның PP ұзын тізбегі матрицамен өте үйлесімді және бірге кристалданады. Ангидридтер тобы отқа төзімді бетпен әрекеттесіп, күшті физикалық-химиялық анкерлік желіні құрайды, шағын молекулалардың қозғалысын айтарлықтай шектейді.
· In situ полимерлеу инкапсуляция технологиясы:
· Жалынға қарсы заттардың (мысалы, MDH) бетінде PP үйлесімді полимер қабаты (мысалы, полиакрилат) химиялық реакциялар арқылы in situ полимерленеді. Бұл «полимер қабықшасының» қабаты толтырғышпен ковалентті байланысқан және оның сегменттері матрицамен терең араласып, шағын молекулаларды өңдеу агентінің көшу мүмкіндігін толығымен жояды.
Мақсаты: Потенциалды тұндырылған шағын молекулалық компоненттерді химиялық реакциялар арқылы үлкен молекулалық желінің бір бөлігіне айналдыру.
· Көп функциялы реактивті қоспалар жүйесі:
·Молекулярлық тізбекте бірнеше реактивті топтары (мысалы, эпоксидті және изоцианаттар топтары) бар полимерлі қоспаларды құрастырыңыз және қолданыңыз. Өңдеу кезінде бұл функционалдық топтар отқа төзімді заттың бетіндегі гидроксил топтарымен де, РР матрицасындағы іздік функционалдық топтармен де (немесе инициаторлардың әсерінен пайда болатын бос радикалдармен) әрекеттеседі, осылайша толтырғыш пен матрица арасында, тіпті бүкіл матрицада сирек ковалентті айқаспалы байланыс желісін құра алады. Бұл желі реакцияға қатысатын барлық компоненттерді тиімді түрде «құлыптауы» мүмкін.
·Динамикалық коваленттік байланыстарды енгізу (озық технология):
· Diels Alder реакциясы, дисульфидті байланыс алмасу және эфир алмасу реакциясы сияқты принциптерге негізделген динамикалық коваленттік байланыстарды енгізу. Бұл байланыс түрлері өтімділікті қамтамасыз ету үшін өңдеу температурасында қайтымды үзілуі мүмкін; Анкерлік әсерді қамтамасыз ететін өнімнің жұмыс температурасында тұрақты болуы. Тіпті шамалы зақымданған жағдайда да, ол өзін-өзі жөндеуге және жауын-шашыннан ұзақ мерзімді қорғауды қамтамасыз ете алады.
Мақсаты: Өңдеу параметрлерін дәл бақылау арқылы ең тұрақты микроқұрылымды құру және ішкі ақаулар мен кернеулерді азайту.
· Төмен температурада жоғары ығысу дисперсиясы және жеткілікті шығару:
· Дисперсияны қамтамасыз ету үшін термиялық деградация нәтижесінде пайда болатын шағын молекулаларды азайту және барлық компоненттердің миграциялық белсенділігін төмендету үшін өңдеу температурасын мүмкіндігінше төмендету керек.
·Бұранда конструкциясын оңтайландырыңыз, вакуумды шығару мүмкіндігін арттырыңыз және өңдеу кезінде қалдық мономерлердің, еріткіштердің, олигомерлердің және ылғалдың мұқият алынуын қамтамасыз етіңіз. Бұл заттар кейінгі жауын-шашынның негізгі көздері және ішкі кернеудің бастамашылары болып табылады.
· Балқыманың гомогенизациясын күшейту және баяу салқындату пішінін беру:
·Статикалық араластырғышты пайдалану немесе бұрандалы араластыру бөлігін оңтайландыру арқылы жергілікті байыту көшіру көзіне айналмау үшін әрбір құрамдас бөліктің, әсіресе үйлесімділік құралының біркелкі бөлінгеніне көз жеткізіңіз.
· Салқындату жылдамдығын төмендетіңіз, әсіресе кристалдыPP.Баяу салқындату кристалдардың толық өсуіне мүмкіндік береді, тығызырақ және біркелкі сферулиттік құрылымды қалыптастырады, аморфты ақауларды және ішкі кернеуді азайтады, бұл екеуі жауын-шашынды тудыратын маңызды факторлар болып табылады.
Мақсаты: Формула құрастыру көзінде оңай тасымалданбайтын шикізатты таңдау.
· Жоғары молекулалық салмақты қоспаларды таңдау:
·Дәстүрлі шағын молекулалы эфир жағармайларының орнына жоғары молекулалық салмақты жағармайларды (мысалы, ультра жоғары молекулалық силикон және полиолефинді балауыз) пайдалануға басымдық беріңіз.
·Полимерлі немесе жоғары молекулалық салмақты антиоксиданттар мен жарық тұрақтандырғыштарды (мысалы, полимерлі кедергісі бар амин жарық тұрақтандырғыштары HALS) таңдаңыз. Оның үлкен молекулалық өлшемі және өте төмен диффузиялық коэффициенті дәстүрлі шағын молекулалық тұрақтандырғыштардың миграцияға және ұшпалануға бейімділік мәселесін түбегейлі шешеді.
· Жалынға төзімді жүйені таңдауды және синергетиканы оңтайландыру:
·IFR жүйесі үшін микрокапсулирленген немесе полимермен қапталған аммоний полифосфаты (APP) таңдалады, ол кәдімгі APP-қа қарағанда әлдеқайда жақсы суға төзімділігі, термиялық тұрақтылығы және миграцияға төзімділігі бар.
·Синергиялық жалынға төзімді технологияны қолдануды қарастырыңыз, мысалы, кейбір MDH-ны қабатталған нано синергетиктермен (мысалы, модификацияланған гидроталцит LDH) ауыстыру, олардың қабаттық құрылымы жалпы қоспа мазмұнын азайта отырып, шағын молекулалардың миграциясын физикалық түрде блоктай алады.
Мақсаты: Физикалық немесе химиялық әдістер арқылы жер бетіне ауысқан немесе бетін тығыздайтын заттарды жою.
·Бетті термиялық өңдеу (жандандыру):
· Өнімнің деформация температурасынан төмен, бірақ PP шыныға өту температурасынан жоғары жағдайларда өнімге қысқа мерзімді термиялық өңдеуді орындаңыз. Бұл процесс жақын жерден ішкі бөлікке ауысқан шағын молекулалардың шамалы диффузиясын және қайта бөлінуін одан әрі ілгерілетуі мүмкін, сонымен бірге кристалды тазартуды және тұрақты бет құрылымын қалыптастыруды қамтамасыз етеді.
· Бетті тазалау және жабу:
· Аздап жауын-шашыны бар өнімдер үшін арнайы еріткіштерді тұнбаларды кетіру үшін онлайн немесе желіден тыс тазалау үшін пайдалануға болады.
·Жоғары деңгейлі қолданбалар үшін субстратқа жақсы жабысатын, бетті физикалық түрде тығыздайтын, ішкі заттардың одан әрі тұнбасын болдырмайтын және беттің өнімділігін жақсартатын өте жұқа мөлдір функционалды жабынды қолдану қарастырылуы мүмкін.
Жаңа отқа төзімді PP формуласын жасау үшін жауын-шашын мәселелерін болдырмау және шешу үшін келесі процесті орындау ұсынылады:
1. Шикізатты таңдау (төртінші әдіске сәйкес): Көзден бастап жоғары молекулалық салмақты, реактивті немесе микрокапсулирленген тұрақтандырғыштарды, майлау материалдарын және жалынға қарсы заттарды таңдаңыз.
2. Формуланың негізгі дизайны (бірінші және екінші әдістерге сәйкес): ядро ретінде реактивті үйлесімділіктерді (мысалы, арнайы PP-g-MAH) пайдалану, күшті интерфейсті құру; Көп функциялы реакция құралдарын енгізуді зерттеңіз және әлсіз кросс-байланыс желілерін орнатыңыз.
3. Процесс параметрлерін дәл баптау (үшінші әдіске сәйкес): «Төмен температурада жоғары дисперсті күшті сорғышты баяу салқындату» технологиялық терезесін орнатыңыз және DOE тексеруін жүргізіңіз.
4. Өнімдерді кейінгі бағалау және өңдеу (бес әдіске сәйкес): Сынақ үлгілерінде жауын-шашынның жеделдетілген сынамасын жүргізіңіз (мысалы, жоғары температурада және жоғары ылғалдылықта сақтау, термиялық цикл) және қажет болған жағдайда жасыту процесін орындаңыз.
5. Мониторинг стандарттарын белгілеу: FTIR бетінің талдауына, жанасу бұрышын өлшеуге немесе сапаны бақылау үшін арнайы экстракция сынауына негізделген жауын-шашынды бақылау әдістерін әзірлеу.
жауын-шашын мәселесін шешуотқа төзімді PPбелгілі бір «сиқырлы қоспаға» тәуелді емес, шикізатты таңдауды, формуланың молекулалық дизайнын, өңдеу технологиясын оңтайландыруды және тіпті кейінгі өңдеуді қажет ететін жүйелі инженерия. Негізгі идея - химиялық байланыс арқылы құрамдастардың үйлесімділігін арттыру, желі құрылысы арқылы молекулалық қозғалысты шектеу, процесті оңтайландыру арқылы тұрақты пішіндерді жасау және көзді таңдау арқылы миграциялық инстинкттерді азайту.
