از اصول گرفته تا پیشرفت ها: منطق علمی اصلاح مقاومت در برابر دمای بالا PP
مقاومت حرارتی PP خالص توسط منطقه آمورف در ساختار نیمه کریستالی آن محدود است. هنگامی که دما به دمای انتقال شیشه (در حدود -10 درجه سانتیگراد تا 20 درجه سانتیگراد) نزدیک می شود ، بخش های زنجیره ای مولکولی شروع به حرکت با خشونت می کنند و باعث نرم شدن مواد می شوند. هسته اصلی پروژه اصلاح ساخت یک سیستم دفاعی مضاعف است: از یک طرف ، از تقویت فیزیکی برای محدود کردن حرکت زنجیره های مولکولی استفاده می شود و از طرف دیگر از تثبیت شیمیایی برای تأخیر در تخریب اکسیداتیو حرارتی استفاده می شود. به عنوان مثال ، دمای تغییر شکل گرما از مواد کامپوزیت PP با 30 ٪ فیبر شیشه ای اضافه شده می تواند از 100 درجه سانتیگراد PP خالص به بیش از 160 درجه سانتیگراد پرش کند. الیاف شیشه ای یک ساختار مش سه بعدی در طول پردازش ذوب ، درست مانند کاشت "اسکلت فولادی تقویت شده" در ماتریس پلاستیکی تشکیل می دهند. حتی در دماهای بالا ، این الیاف سفت پلاستیک های مهندسی اصلاح شده PP بشر حتی هوشمندانه تر ، برخی از طرح های اصلاح از فناوری تصفیه سطح برای پوشیدن لایه بیرونی الیاف شیشه ای با عوامل اتصال سیلان استفاده می کنند ، به طوری که آنها به صورت شیمیایی به ماتریس PP پیوند می خورند و باعث افزایش بیشتر مقاومت پیوند بین المللی می شوند.
بازی و ادغام چندین مسیر فنی
در عمل صنعتی ، اصلاح مقاومت در برابر دمای بالا یک نمایش یک نفره از یک فناوری واحد نیست ، بلکه سمفونی از ابزارهای متعدد است. با استفاده از منیفولد ورودی خودرو به عنوان نمونه ، قطعات سنتی فلزی سنگین و آسان برای خوردگی هستند. هنگامی که محلول آلیاژ PP/PA اتخاذ می شود ، نقطه ذوب بالای نایلون (نقطه ذوب PA66 265 درجه سانتیگراد) و سیالیت پردازش PP مکمل یکدیگر هستند. از طریق فناوری ولکان سازی پویا ، ذرات PA به اندازه میکرون در ماتریس PP پراکنده می شوند ، که نه تنها راندمان قالب گیری تزریق PP را حفظ می کند ، بلکه مواد را به اندازه کافی سفت و سخت در دمای 140 درجه سانتیگراد نگه می دارد. فناوری نانوکامپوزیت برجسته تر تلاش می کند تا سیلیکات های لایه ای را معرفی کند. هنگامی که پوسته های نانوکلی در ماتریس PP به صورت لایه برداری پراکنده می شوند ، تنها 5 ٪ از مقدار اضافی می تواند دمای تغییر شکل گرما را تا 30 درجه سانتیگراد افزایش دهد. این "اثر نانو" از سد پرتقال پوسته های خاک رس تا مسیر انتشار گاز ناشی می شود ، که به طور قابل توجهی روند پیری اکسیداسیون حرارتی را به تأخیر می اندازد.
تکامل عملکرد تحت تأیید دقیق
سناریوی کاربرد واقعی مواد بسیار فراتر از شرایط آزمایش آزمایشگاهی را آزمایش می کند. مورد توسعه خط لوله توربوشارژر از یک شرکت اتومبیل آلمانی کاملاً نماینده است: تحت دمای عملیاتی 140 درجه سانتیگراد و فشار پالس 0.8MPa ، مواد PP معمولی فقط می توانند 500 ساعت قبل از ظاهر شدن ترک ها دوام بیاورند ، در حالی که مواد PP ویژه با تقویت فیبر شیشه ای آنتی اکسیدان با موفقیت با موفقیت آزمون Dynamic Dynamic Dynamic را پشت سر گذاشت. این به دلیل ترکیب ویژه تثبیت کننده های نور آمین و مهار کننده های مس در فرمول است که رادیکال های آزاد مانند "نگهبانان مولکولی" را ضبط می کنند و واکنش زنجیره ای اکسیداسیون حرارتی را قطع می کنند. داده های آزمایش شخص ثالث نشان می دهد که پس از 1000 ساعت پیری حرارتی در دمای 150 درجه سانتیگراد ، میزان احتباس مقاومت کششی PP اصلاح شده از 85 ٪ بیشتر است که در مقایسه با مواد اصلاح نشده تقریباً دو برابر می شود. این ثبات به ویژه در پوسته باتری وسایل نقلیه انرژی جدید بسیار مهم است-مواد کامپوزیت PP مقاوم در برابر شعله نه تنها باید از صدور گواهینامه UL94 V-0 عبور کنند ، بلکه در برابر تأثیر دمای کوتاه مدت 300 درجه سانتیگراد در لحظه فراری حرارتی باتری نیز مقاومت می کنند. در این زمان ، مهار کننده شعله داخل بدن در مواد به سرعت یک لایه کربن متراکم برای جداسازی اکسیژن و انتقال حرارت ایجاد می کند.
میدان نبرد آینده: از بهبود عملکرد تا نوآوری سیستم
با محبوبیت سکوهای ولتاژ 800 ولت و سیستم های یکپارچه برقی ، نیاز به مقاومت دما از خودروها برای پلاستیک های مهندسی از 150 درجه سانتیگراد به آستانه 180 درجه سانتیگراد در حال حرکت است. این امر باعث ایجاد یک استراتژی اصلاح کننده تر شده تر شده است: فناوری "پلیمریزاسیون درجا" که توسط یک شرکت مواد ژاپنی ساخته شده است مستقیماً گروههای آنهیدرید مالئیک را در زنجیره مولکولی PP پیوند می دهد تا پیوند کووالانسی با فیبر کربن ایجاد کند. این کامپوزیت سطح مولکولی اجازه می دهد تا دمای تغییر شکل حرارتی مواد از 190 درجه سانتیگراد تجاوز کند. در عین حال ، تحقیق و توسعه عوامل مقاوم در برابر گرما مبتنی بر بازنویسی قوانین صنعت-پلیفنول آنتی اکسیدان های طبیعی استخراج شده از لیگنین نه تنها همان راندمان ضد پیری مشابه BHT سنتی دارند ، بلکه 62 ٪ از انتشار گازهای مضر را در هنگام احتراق کاهش می دهند. آنچه مورد توجه بیشتر است ، نفوذ فناوری دیجیتال است. یک آزمایشگاه اروپایی از یک الگوریتم یادگیری ماشین برای غربالگری نسبت ترکیب بهینه فیبر شیشه ای/میکا/کربن نانولوله کربن در تنها سه ماه استفاده کرد و چرخه توسعه فرمول سنتی را فشرده می کند که به چندین سال تکرار نیاز دارد .
