От оснований до прорывов: научная логика модификации высокой температуры ПП
Теплостойкость чистого ПП ограничена аморфной областью в его полукристаллической структуре. Когда температура приближается к температуре перехода стекла (от -10 ° C до 20 ° C), сегменты молекулярной цепи начинают сильно двигаться, в результате чего материал размягчается. Ядро проекта модификации состоит в том, чтобы построить двойную защиту системы: с одной стороны, физическое усиление используется для ограничения движения молекулярных цепей, а с другой стороны, химическая стабилизация используется для задержки теплового окислительного деградации. Например, температура тепловой деформации композитных материалов PP с добавлением 30% стекловолокна может прыгать с 100 ° C чистого PP до более чем 160 ° C. Стеклянные волокна образуют трехмерную структуру сетки во время обработки расплава, как имплантирование «армированного стального скелета» в пластиковую матрицу. Даже при высоких температурах эти жесткие волокна могут эффективно ингибировать скольжение и ползучесть ПП модифицированные инженерные пластмассы Полем Еще более умно, что некоторые схемы модификации используют технологию обработки поверхности для покрытия наружного слоя стеклянных волокон агентами, связанными с силоновой связью, чтобы они химически связаны с матрицей PP, еще больше улучшая прочность на межфазное соединение.
Игра и интеграция нескольких технических маршрутов
В промышленной практике модификация высокой температуры устойчивости-это не единственная технология, а симфония множественных средств. В качестве примера, принимая автомобильный впускной коллектор, традиционные металлические детали являются тяжелыми и простыми в коррозии. Когда принимается раствор сплава PP/PA, высокая температура плавления нейлона (PA66 Topter 265 ° C) и текучесть обработки PP дополняет друг друга. Благодаря динамической технологии вулканизации, сшитые частицы PA размером размером с микрон диспергируются в матрице PP, что не только сохраняет эффективность литья инъекции PP, но также сохраняет материал достаточно жестким при 140 ° C. Более передовая технология нанокомпозита пытается внедрить слоистые силикаты. Когда хлопья наноглики диспергируются в матрице ПП в отшелушиваемой форме, только 5% от количества добавления может повысить температуру тепловой деформации на 30 ° C. Этот «эффект нано» исходит от извилистого барьера глиняных хлопьев до пути диффузии газа, что значительно задерживает процесс старения термического окисления.
Эволюция производительности при строгой проверке
Фактический сценарий применения проверяет материал далеко за пределами условий лабораторных испытаний. Случай разработки трубопровода турбокомпрессора немецкой автомобильной компании является весьма репрезентативным: при рабочей температуре 140 ° C и пульсное давление 0,8 МПа, обычные материалы PP могут длиться только в течение 500 часов до появления трещин, в то время как специальный материал PP с антиоксидантной композитной модификацией, успешно пройденным 3000-часовым испытанием на динамическое установление усталости. Это связано со специальной комбинацией затрудненных стабилизаторов света амина и ингибиторов меди в формуле, которая захватывает свободные радикалы, такие как «молекулярные охранники», и отключают цепную реакцию термического окисления. Сторонние данные испытаний показывают, что после 1000 часов термического старения при 150 ° C скорость удержания прочности растягивания в модифицированном PP превышает 85%, что почти удвоится по сравнению с немодифицированными материалами. Эта стабильность особенно критична в оболочке батарейного батареи новых энергетических транспортных средств-плавные композитные материалы PP-снегания должны не только проходить сертификацию UL94 V-0, но и выдерживать кратковременное воздействие высокой температуры на 300 ° C в момент теплового сбежания аккумулятора. В настоящее время вспученная огнестойковая замедление в материале быстро образует плотный уровень углерода для изоляции кислорода и теплового переноса.
Future Battlefield: от улучшения производительности до инноваций в системе
Благодаря популяризации высоковольтных платформ 800 В и интегрированных систем электрического привода требования к температурному сопротивлению автомобилей для технических пластиков перемещаются с 150 ° C к порогу 180 ° C. Это породило более разрушительную стратегию модификации: технология «полимеризации на месте», разработанная японской материальной компанией, непосредственно транслирует малеиновые ангидридные группы на молекулярной цепи PP, образуя ковалентную связь с углеродным волокном. Этот композит молекулярного уровня позволяет температуре тепловой деформации материала превышать 190 ° C. В то же время, исследование и разработка теплостойких агентов на основе био-это переписывание природных антиоксидантов в отрасли полифенол, извлеченных из лигнина, не только обладают такой же антивозрастной эффективностью, что и традиционная BHT, но и снижает 62% вредных выбросов газа во время сжигания. Что более достойно внимания, так это проникновение цифровых технологий. Европейская лаборатория использовала алгоритм машинного обучения для проверки оптимального соотношения тройного составления нанотрубки нанотрубки со стеклянными волокнами/слюной/углеродными нанотрубками всего за три месяца, сжав традиционный цикл разработки формулы, который требует нескольких лет итерации на 80%.
