Od osnova do proboja: Znanstvena logika modifikacije visoke temperature PP
Toplinska otpornost čistog PP-a ograničena je amorfnom regijom u njegovoj polukristalnoj strukturi. Kad se temperatura približi temperaturi stakla (oko -10 ° C do 20 ° C), segmenti molekularnog lanca počinju se snažno kretati, uzrokujući da se materijal omekša. Jezgra projekta modifikacije je izgradnja dvostrukog obrambenog sustava: s jedne strane, fizičko pojačanje koristi se za ograničavanje kretanja molekularnih lanaca, a s druge strane, kemijska stabilizacija koristi se za odgađanje toplinske oksidativne razgradnje. Na primjer, temperatura toplinske deformacije PP kompozitnih materijala s dodanim 30% staklenih vlakana može skočiti sa 100 ° C čistog PP na više od 160 ° C. Staklena vlakna tvore trodimenzionalnu mrežnu strukturu tijekom obrade taline, baš kao što je implantiranje "ojačanog kostura čelika" u plastičnu matricu. Čak i na visokim temperaturama, ta kruta vlakna mogu učinkovito inhibirati klizanje i puzanje PP modificirana inženjerska plastika . Još pametnije, neke sheme modifikacije koriste tehnologiju površinskog obrade kako bi premazali vanjski sloj staklenih vlakana sa sredstvima za spajanje silana, tako da su kemijski povezani s matricom PP, što dodatno poboljšava snagu međufazne veze.
Igra i integracija više tehničkih ruta
U industrijskoj praksi, modifikacija otpornosti na visoku temperaturu nije jedan čovjek s jednom čovjekom, već simfonija višestrukih sredstava. Uzimanje unosa ulaznog razvodnika automobila kao primjer, tradicionalni metalni dijelovi su teški i lako se korodiraju. Kada se usvoje otopina legure PP/PA, visoka točka taljenja najlona (PA66 talište 265 ° C) i fluidnost obrade PP se međusobno nadopunjuje. Kroz tehnologiju dinamičke vulkanizacije, umro-povezane PA čestice veličine mikrona raspršene su u PP matrici, što ne samo da zadržava učinkovitost ubrizgavanja pp-a, već i materijal drži dovoljno krutom na 140 ° C. Najsavremenija nanokompozitna tehnologija pokušava uvesti slojevite silikate. Kad se nanoklay pahuljice raspršuju u PP matrici u eksfoliranom obliku, samo 5% količine dodavanja može povećati temperaturu toplinske deformacije za 30 ° C. Ovaj "nano efekt" dolazi od mučne barijere glinenih pahuljica do putanje difuzije plina, što značajno odgađa proces starenja toplinske oksidacije.
Evolucija performansi pod strogom provjerom
Stvarni scenarij primjene testira materijal daleko izvan laboratorijskih uvjeta ispitivanja. Razvojni slučaj cjevovoda turbopunjenja njemačke automobilske tvrtke prilično je reprezentativan: pod radnom temperaturom od 140 ° C, a tlak impulsa od 0,8MPa, obični PP materijali mogu trajati samo 500 sati prije nego što se pojave pukotine, dok je poseban PP materijal s jačanjem staklenih vlakana antioksidans kompozicija. To je zbog posebne kombinacije ometanih stabilizatora aminske svjetlosti i inhibitora bakra u formuli, koji obuhvaćaju slobodne radikale poput "molekularnih stražara" i odrežu lančanu reakciju toplinske oksidacije. Podaci o ispitivanju treće strane pokazuju da nakon 1000 sati toplinskog starenja na 150 ° C stopa zadržavanja vlačne čvrstoće modificiranog PP prelazi 85%, što se gotovo udvostručuje u usporedbi s nemodificiranim materijalima. Ova stabilnost posebno je kritična u baterijskoj ljusci novih energetskih vozila-PP-kompozitni materijali koji se odnose na plamen ne moraju samo proći certifikat UL94 V-0, već također podliježu kratkotrajnom utjecaju na visoku temperaturu od 300 ° C u trenutku toplinskog bijega baterije. U ovom trenutku, intumescentni usporavanje plamena u materijalu brzo će stvoriti gusti ugljični sloj za izoliranje prijenosa kisika i topline.
Buduće bojno polje: od poboljšanja performansi do inovacije sustava
Popularizacija 800 V visokonaponskih platformi i integriranih sustava električnog pogona, zahtjevi za temperaturnom otporom automobila za inženjersku plastiku kreću se s 150 ° C na prag od 180 ° C. To je stvorilo višestruku strategiju modifikacije: tehnologiju "In-Situ polimerizacije" koju je razvila japanska materijalna tvrtka izravno cijeplja maleičke anhidridne skupine na molekularnom lancu PP kako bi stvorila kovalentnu vezu s ugljičnim vlaknima. Ovaj kompozit na molekularnoj razini omogućuje da temperatura toplinske deformacije materijala prelazi 190 ° C. Istodobno, istraživanje i razvoj biološkog otpornog na toplinu preispituje prirodne antioksidante iz industrije-polifenola izvađenih iz lignina ne samo da imaju istu učinkovitost protiv starenja kao i tradicionalni BHT, već smanjuju i 62% štetnih emisija plina tijekom izgaranja. Ono što je vrijednije pažnje je prodiranje digitalne tehnologije. Europski laboratorij upotrijebio je algoritam strojnog učenja za provjeru optimalnog omjera staklenih vlakana/sljude/ugljikove nanocjevčice u samo tri mjeseca, komprimirajući tradicionalni ciklus razvoja formule koji zahtijeva nekoliko godina iteracije za 80%.
