Od základov po prielomy: Vedecká logika modifikácie rezistencie na vysokú teplotu PP
Tepelná odolnosť čistého PP je obmedzená amorfnou oblasťou vo svojej semikryštalickej štruktúre. Keď sa teplota blíži k teplote skla prechodu (asi -10 ° C až 20 ° C), segmenty molekulárneho reťazca sa začnú násilne pohybovať, čo spôsobuje zmäkčenie materiálu. Jadrom projektu modifikácie je vybudovanie dvojitého obranného systému: na jednej strane sa fyzická výstuž používa na obmedzenie pohybu molekulárnych reťazcov a na druhej strane sa chemická stabilizácia používa na oneskorenie tepelnej oxidačnej degradácie. Napríklad teplota tepelného deformácie kompozitných materiálov PP s pridaným 30% pridaným skleneným vláknom môže skočiť zo 100 ° C čistého PP na viac ako 160 ° C. Sklenené vlákna tvoria počas spracovania taveniny trojrozmernú sieťovú štruktúru, rovnako ako implantovanie „vystuženej oceľovej kostry“ v plastovej matrici. Dokonca aj pri vysokých teplotách môžu tieto tuhé vlákna účinne inhibovať sklz a plaziť PLASTICKY PLASTIKY PP . Ešte šikovnejšie je, že niektoré modifikačné schémy používajú technológiu povrchovej úpravy na pokrytie vonkajšej vrstvy sklenených vlákien silánovou spojovacou činidlami, takže sú chemicky viazané na PP matricu, čím sa ďalej zlepšuje pevnosť medzifázovej väzby.
Hra a integrácia viacerých technických trás
V priemyselnej praxi nie je modifikácia vysokej teploty odporu jedným človekom show jednej technológie, ale symfóniou viacerých prostriedkov. Ako príklad, ktorý sa vezme do automobilového sacieho potrubia, sú tradičné kovové diely ťažké a ľahko sa korodujú. Keď sa prijme roztok zliatiny PP/PA, vysoký bod topenia nylonu (bod topenia PA66 265 ° C) a spracovateľská plynulosť PP sa navzájom dopĺňajú. Prostredníctvom dynamickej vulkanizácie sa technológia vulkanizácie mikrónov rozširujú PA častice PA dispergované v matrici PP, ktorá si nielen zachováva účinnosť vstrekovania PP, ale tiež udržiava materiál dostatočne tuhý pri 140 ° C. Čím najmodernejšia nanokompozitná technológia sa pokúša zaviesť vrstvené kremičitany. Keď sú vločky nanoklay dispergované v matrici PP v exfolovanej forme, iba 5% z pridaného množstva môže zvýšiť teplotu deformácie tepelného deformácie o 30 ° C. Tento „nano efekt“ pochádza z kľukatej bariéry ílových vločiek po dráhu difúzie plynu, ktorá významne oneskorí proces starnutia tepelného oxidácie.
Vývoj výkonu pri prísnom overení
Skutočný scenár aplikácie testuje materiál ďaleko za podmienkami laboratórnych testov. Vývojový prípad potrubia turbodúchadla nemeckej automobilovej spoločnosti je celkom reprezentatívny: pri prevádzkovej teplote 140 ° C a impulzným tlakom 0,8 MPa môžu bežné materiály PP trvať iba 500 hodín pred objavením sa prasklín, zatiaľ čo špeciálny materiál PP so skleneným antioxidačným kompozitným modifikáciou postupne prešiel 3000-hodinovým dynamickým taničným testom. Je to kvôli špeciálnej kombinácii bránených stabilizátorom amínového svetla a inhibítorov medi vo vzorci, ktoré zachytávajú voľné radikály ako „molekulárne chrániče“ a odrezajú reakciu tepelnej oxidačnej reťazovej reťazovej reakcie. Testovacie údaje tretích strán ukazujú, že po 1 000 hodinách tepelného starnutia pri 150 ° C miera retencie pevnosti v ťahu presahuje 85%, čo je takmer zdvojnásobené v porovnaní s nemodifikovanými materiálmi. Táto stabilita je obzvlášť kritická v batérii obalu nových energetických vozidiel-Kompozitné materiály PP splatné plameňom musia nielen prejsť certifikáciou UL94 V-0, ale tiež odolávať krátkodobému vysokému teplotnému dopadu 300 ° C v okamihu tepelného úteku z batérie. V tejto chvíli bude spomaľovač intumescentného horenia v materiáli rýchlo vytvoriť hustú uhlíkovú vrstvu na izoláciu prenosu kyslíka a tepla.
Budúce bojisko: Od zlepšovania výkonnosti po inováciu systému
S popularizáciou 800 V vysokých napájcov a integrovaných elektrických hnacích systémov sa požiadavky na teplotný odpor automobilov pre inžinierske plasty pohybujú od 150 ° C do prahu 180 ° C. Tým sa vyvolalo rušivejšiu stratégiu modifikácie: technológia „in-situ polymerizácia“ vyvinutá japonskou materiálovou spoločnosťou priamo štepuje skupiny anhydridu maleikov v molekulárnom reťazci PP, aby sa vytvorila kovalentná väzba s uhlíkovými vláknami. Tento kompozit na molekulovej úrovni umožňuje teplote tepelnej deformácie materiálu prekročiť 190 ° C. Výskum a vývoj biologicky rezistentných agentov založených na biologických látkach prepisuje prírodné antioxidanty v priemysle polyphenol extrahované z lignínu nielen rovnakú účinnosť proti starnutiu ako tradičné BHT, ale tiež znižujú 62% škodlivých emisií plynu počas spaľovania. Čo si zaslúži pozornosť, je prienik digitálnej technológie. Európske laboratórium použilo algoritmus strojového učenia na premietanie pomeru optimálnych sklenených vlákien/midovodných nanotrubíc zlúčenín iba za tri mesiace, čím sa komprimoval tradičný cyklus vývoja vzorcov, ktorý vyžaduje niekoľko rokov iterácie o 80%.
