Acest articol discută în principal rezistența la căldură a foilor de polipropilenă. Mai exact, va analiza parametrii de temperatură de bază ai materialului, stabilitatea în mediul de temperatură ridicată, caracteristicile durității în condiții de temperatură scăzută și îmbunătățirea performanței prin modificare. În același timp, va fi comparat cu materialele plastice comune, cum ar fi PVC și PET. Prin observarea diferențelor structurale la nivel molecular și efectele de aplicare ale metodelor de îmbunătățire, este prevăzută o bază de referință pentru selectarea materialelor adecvate în producția reală.
Care este rezistența specifică de căldură a foilor PP? Care este cea mai ridicată temperatură care poate fi tolerată?
1.. Parametri de temperatură de bază
· Temperatura de deformare a căldurii (HDT): Conform standardului de testare ASTM D648, valoarea măsurată sub o sarcină de 0. 46mpa este între 80-120 gradul
· Performanța punctului de topire: temperatura punctului critic la care materialul se schimbă de la solid la topit este de aproximativ 160-170 grad
· În utilizare efectivă, trebuie menționat că, în cazul rezistenței la căldură pe termen scurt, cum ar fi termoformarea sau tacâmurile cu microunde, temperatura maximă nu trebuie să depășească 120 de grade. Dacă este utilizat pentru o lungă perioadă de timp, cum ar fi piese interne auto sau carcase de aparate de uz casnic, se recomandă controlul temperaturii sub 80 de grade
2. Factorii cheie care afectează intervalul de temperatură
· De exemplu, pentru materiale precum homopolimer PP, datorită cristalinității sale ridicate, temperatura de deformare a căldurii poate atinge gradul 110-120, dar există o problemă că este ușor să devii fragil într -un mediu de temperatură scăzută. Situația copolimerului PP este diferită. Datorită adăugării de componente monomere, cum ar fi etilena sau butena, deși temperatura de deformare a căldurii va scădea la intervalul de 80-100}, duritatea materialului a fost îmbunătățită.
· Indicele de cristalinitate are nevoie de explicații speciale. În general, cu cât este mai mare cristalinitatea, cu atât rezistența la căldură a materialului este mai bună, dar, dimpotrivă, este ușor de fragil să crăpături în mediul la temperaturi joase. De exemplu, temperatura fragilă a homopolimerului PP poate fi la fel de scăzută ca minus 30 de grade, ceea ce ar trebui să fie acordat o atenție specială în aplicațiile practice.
Foaia PP se va deforma sau elibera substanțe nocive în mediul de temperatură ridicată?
1. Motivele modificărilor morfologice la temperatură ridicată
· Fenomenul de înmuiere a materialului: Când temperatura depășește temperatura de deformare a căldurii (HDT), materialul se va înmuia și se va schimba în dimensiune. De exemplu, în matrița de termoformare, rata de contracție poate crește în comparație cu temperatura normală.
· Deteriorarea structurii moleculare: dacă se află într -un mediu de temperatură ridicată peste 170 de grade pentru o lungă perioadă de timp, structura principală a lanțului se va rupe, iar indicatorii de performanță mecanică, cum ar fi rezistența la tracțiune, se vor deteriora semnificativ.
2. Posibilitatea de eliberare a substanțelor dăunătoare
· Cerințe de materiale de calitate alimentară: Materialele PP utilizate pentru ambalajele alimentare trebuie să treacă standardul de siguranță alimentară FDA (numărul standard specific este 21 CFR 177.1520), iar plastifianții sau bisfenolul A nu pot fi adăugate în timpul producției, astfel încât componentele dăunătoare nu sunt ușor de precipitate chiar și în medii de temperatură ridicată.
· Riscuri de materiale industriale: Unele produse de calitate industrială vor adăuga aditivi, cum ar fi stabilizatorii de metale grele pentru a îmbunătăți performanța. Este deosebit de important de menționat că acești aditivi pot volatiliza compuși organici, cum ar fi benzenul în medii de lucru la temperaturi ridicate.
3. Analiza metodelor de răspuns
· Formula îmbunătățită: de exemplu, adăugând antioxidanți fenol împiedicați la materiile prime, aditivii precum Irganox 1010 pot încetini îmbătrânirea materialului.
· Testare și verificare: este necesar să se utilizeze metoda de testare a descompunerii termice utilizate în laborator (cum ar fi analiza termogravimetrică) pentru a analiza datele de stabilitate ale materialului la temperaturi ridicate, astfel încât intervalul de temperatură sigur în timpul utilizării reale poate fi determinat.
Care este rezistența la temperatură scăzută a foii PP? Va deveni fragil la temperaturi scăzute?
În ceea ce privește a treia întrebare, performanța materialelor PP în medii la temperaturi scăzute, în special, dacă materialul va avea probleme de fisurare fragile în condiții de rece. Îl putem analiza din perspectiva proprietăților materiale. De exemplu, atunci când temperatura scade într -un anumit punct critic, acest produs din plastic va produce într -adevăr schimbări fizice de proprietate.
Să vorbim mai întâi despre situația în care materialul devine fragil la temperaturi scăzute. Materialele homopolimerice PP încep, de obicei, să fragureze la minus 20 de grade până la minus 30 de grade, în timp ce tipul modificat copolimerizat poate reduce temperatura fragilă la aproximativ 40 de grade. Acest lucru se datorează în principal din cauza faptului că componentele monomerelor, cum ar fi etilenul sau butenul, în timpul procesului de producție sunt adăugate temperatura la care se modifică structura internă a materialului. Mai simplu spus, temperatura scăzută face ca activitatea lanțului molecular să fie mai gravă, iar ductilitatea materialului scade în consecință și este ușor de rupt atunci când se confruntă cu impactul forței externe.
În ceea ce privește îmbunătățirea durității la temperaturi scăzute, în prezent există două idei principale de îmbunătățire. Primul este utilizarea unui proces de copolimerizare, cum ar fi copolimerizarea aleatorie a propilenei și etilenei, astfel încât structura materială rezultată este mai slabă, care este denumită în mod obișnuit material RPC în industrie. Al doilea este să adăugați ingrediente de întărire, cum ar fi EPDM sau elastomer poliolefină în materiale de elastomer. Acești aditivi vor forma o microstructură similară cu distribuția insulelor în matrice. În plus, se pot adăuga pulbere de carbonat de calciu sau particule de montmorillonit la scară nano pentru a îmbunătăți rezistența la impact a materialului prin acțiune fizică.
În ceea ce privește scenariile reale de aplicare, de exemplu, căsuțele de ambalare a alimentelor care trebuie păstrate în congelatoare pentru o lungă perioadă de timp trebuie să fie garantate pentru a fi suficient de rezistente la căderea într -un mediu de minus 18 grade pentru a evita daunele în timpul transportului. Există, de asemenea, piese, cum ar fi barele de protecție auto produse în nordul Europei, care trebuie verificate prin teste speciale de impact la temperaturi scăzute pentru a verifica fiabilitatea, care este procesul convențional de inspecție a calității în industrie.
Cum să îmbunătățiți rezistența la temperatură a foilor PP prin modificări sau aditivi?
1.. Modificare chimică
În ceea ce privește modificarea chimică, acesta poate fi obținut în principal prin ajustarea proporției de ingrediente în formula materialului. De exemplu, modificarea copolimerizării, în mod specific, este de a ajusta raportul de amestecare dintre monomeri de propilenă și etilenă sau buten, astfel încât materialul să își poată menține propria flexibilitate, asigurând în același timp rezistența la temperatură ridicată. O altă metodă este modificarea încrucișată, care este de a forma o structură de rețea tridimensională a materialului prin intermediul inițiatorilor de peroxid, cum ar fi DCP. Această metodă poate îmbunătăți semnificativ stabilitatea structurală a materialului în condiții de temperatură ridicată.
2. Modificare fizică
Există două tipuri principale de modificări fizice. Modificarea umplerii este mai frecventă, cum ar fi adăugarea de materiale de întărire, cum ar fi fibra de sticlă sau fibra de carbon la material. Datele experimentale arată că acest lucru poate crește temperatura de deformare a căldurii (HDT) a materialului cu aproximativ 20 până la 30 de grade Celsius. O altă metodă este pregătirea unui material compus de PP și nanoclay. Caracteristica acestui material este că structura sa stratificată internă poate împiedica eficient mișcarea lanțurilor moleculare atunci când este încălzită, obținând astfel efectul îmbunătățirii rezistenței la temperatură.
3. Adăugarea aditivilor
În ceea ce privește adăugarea aditivă, utilizarea antioxidanților este mai critică. De exemplu, un model comun este Irganox 1076, un antioxidant, a cărui funcție principală este de a împiedica materialul să sufere reacții de descompunere oxidativă în medii cu temperaturi ridicate. În ceea ce privește agenții de nucleare, substanțele precum pulberea de talc pot promova formarea unei structuri cristaline mai regulate în interiorul materialului. Creșterea cristalinității duce direct la o creștere a indicelui temperaturii de deformare a căldurii (HDT).
Care sunt avantajele și dezavantajele rezistenței la căldură a PP Sheet în comparație cu alte foi de plastic, cum ar fi PVC și PET?
1. Comparativ cu materialele din PVC
· Avantajele pot fi înțelese după cum urmează:
De exemplu, materialele PP funcționează mai bine în mediile cu temperaturi ridicate, cum ar fi stabile în intervalul 80 până la 120 de grade Celsius, în timp ce PVC poate începe să se deformeze peste 60 de grade. În plus, nu sunt eliberate substanțe care conțin clor în timpul procesului de producție și sunt produse gaze mai puțin dăunătoare în timpul combustiei.
· Principalele deficiențe sunt:
Transparența este într -adevăr un pic mai gravă, la fel ca efectul de sticlă înghețat pe care îl vedem adesea (ceata depășește 10%), în timp ce PVC poate obține o claritate apropiată de cea a sticlei. De asemenea, atunci când se întâlnește cu ulei sau solvenți chimici, materialele PP au o toleranță mai slabă.
2. Să ne uităm la situația materialelor pentru animale de companie
· Avantajele mai proeminente sunt:
Costul de producție este cu aproximativ 3 0% mai mic, de exemplu, cu aproximativ 0,6 yuani mai ieftin pe kilogram. Prelucrarea și modelarea nu necesită o temperatură prea ridicată, iar modelarea termoplastică poate fi obținută la aproximativ 120 de grade, ceea ce economisește multă energie în comparație cu cele 200 de grade necesare de PET.
· Dar deficiențele care trebuie notate sunt:
În condiții de temperatură extremă ridicată, nu este încă la fel de fiabil ca PET (de exemplu, PET poate rezista la o temperatură ridicată de 200 de grade), iar rezistența sa mecanică este, de asemenea, ușor inferioară, de exemplu, rezistența sa la tracțiune este cu aproximativ 20MPa mai mică decât PET.
3. Reguli de selecție în aplicații practice
Pentru scene precum cutii zilnice de ambalare a alimentelor și piese de decorare interioară auto care necesită o temperatură de cel mult 120 de grade, este mai rentabil să utilizați materiale PP. PVC este mai potrivit pentru ocazii care necesită protecție împotriva coroziunii, cum ar fi conductele de canalizare sau teci de cablu. În ceea ce privește sticlele de băuturi care trebuie să reziste la sterilizare la temperaturi ridicate sau cutii de prânz pentru supă fierbinte, practic vor alege materiale pentru animale de companie cu o rezistență mai puternică la temperatură.
