Дулаан төлөөртүүр чадварыг дээшлүүрхийн тулд өөрчлөгдсөн PVA холбогч бүрдүүлэлтүүр

Стандарт поливинил спирт холбогч бүрдүүлэлтүүр 100°C-аас дээш температурт яагаад хүчгүйрхийн

Дулаан задралын механик: Устөрөлдөн холбоосуудын салхи ба цэпүүдийн хөдөлмүүр үүсэлт

Ердийн ПВА холбогч бүтээдсүүд температур 100 градус Цельсийн дээр үүрд өөрсдийн хүчийг алдаж эхлэд, учир нь түүнд бүтэц өгөх устөрөөн холбоосууд задард. Эднүүд нь үндэснүүд материалд бүтэц өгөх холбоосууд юм. Дулаан нуршад, молекулууд ийнхүү хүчтэй хөдөлж, түүднүүд хоорондын сул холбоосуудыг (5–30 киложоуль/моль хооронд) давж, урт полимер салбарууд хоорондоо гулзайж, бат бүтэц үүрд үлдэд. Дотоод бүтэц үлдэд, холбогч давхрага деформацид орж, дараа нь даралт үйлчлэд бүтэн хугард. Температур 100 градус Цельсийн дээр үүрд ажиллагаа маш муу болд, учир нь ПВА бүтээдсүүд бат цагаан давхрага болж чадахгүй, харин зөвхөн төрөлхийн шингэн төлөвт орж, адгэд.

Чухал хязгаарууд: Шиллүүн шилжилт (<80°C) ба задралын эхлэл (~200°C)

ПВА холбогчийн ажиллагаа хоёр гол дулаан шилжилтээр тодорхойлогдод:

• Шилжилтийн температур (T _g ), 75–85°C хооронд үүсдэг, хатуу төлөвөөс гумми-төлөв рүү шилжилт — хөндлөн хүчний хүчийг 60% илүү бууруулдаг (J. Appl. Polym. Sci. 2023).
• Задралын эхлэл 200°C орчимд эхлэдэг, гэтэдүүн функциональ хугацаа илүү өрнө.

Хамгийн мөргөлдөөнүүд хүртэл хүрэх дүрс — T _g ба 100°C хооронд оршдог, үүнд сулрааж буй устөрөлдөөн холбоосууд ба нэмэгдэж буй цэп хөдөлмүүр хоёрын нийлүүлэлт үүсдэг. 100°C дээр стандарт найрлууд анхны холбоосын хүчний 20%-иас бага хүчийг хадгалдаг — номиналь дулаан тогтвортой байдал ба бодит ажиллах үзүүлэлт хоорондын шүүрхүүн ажиллах зөрүүг ил танилцуулдаг.

Поливинил спирттэй холбогч бодисын дулаан тогтвортойг нь сайжруулахад хэрэглэдэг нэмэлт стратегийн арга

Бор-дүүрүүлэгч холбоосууд (жишээ нь: боракс): Тугалмуйн үүсэлт ба усанд төвөгтүй байдлыг нь сайжруулж

Боракс зэрэг борны нэгдэл PVA матрицад нэгдэж, материал нь дулааны дарамтыг хэрхэн даван туулахыг сайжруулах чухал ковалент сүлжээг бий болгодог. Дараа нь юу болох нь маш сонирхолтой. Эдгээр химийн холболт нь 150-200 градусын орчимд хамгаалах нүүрсний давхаргыг бүрдүүлэхэд тусалдаг. Энэ нь байгалийн дулаан эрчимтэй дамжин өнгөрөхөөс сэргийлэх тусгаарлах хана гэж бодъё. Үүний зэрэгцээ бораксыг нэмж хэрэглэх нь ус хайрладаг гидроксил бүлэгт 40-60 хувиар буурдаг. Энэ хоёр талын арга нь хуучин PVA-тай харьцуулахад 20-30 минутын өмнө алдагдал үүсгэдэг бөгөөд 100 градус хүртэл халаахад ч 2.5 мегапаскал хүртэлх хэмжээний шилжих хүчтэй байдаг. Ихэнх үйлдвэрлэгчид 5-10 хувийн ачаалал нь хэрэгцээгээ хангах хамгийн тохиромжтой гэж үздэг.

Нано-силіка ба давхар гидроксидын давхарга (LDH): Дулааны сааралдагчийн хүчирхүйлэлт ба үлдэцний бүтэн байдал

1–4% (жингийн хувьд) концентрацид нэмж өгвөл, нано-силика PVA матриц дотор дулааны дамжлалыг саатуулж, нарийн төвөгтэй замууд үүсгэнэ. Үүн итгүүлж, дулаан дамжуулалт 15–25% хооронд буурна, мөн материал шингэрж эхлэх температур 30–50°C хооронд дээш шилжинэ. Эдгээр бөөмсийн том гадаргуугийн талбай полимер цэпүүдийн хөдөлгөөнийг хязгаарлаж, шилжилтийн шилүүн температур (Tg) 10–15°C хооронд өсгөнө. Давхар гидроксидууд (LDH) нь нано түвшинд бүтцүүдийг усгах үүрэг гүйцэтгэнэ. Түүний давхар бүтцүүд нь хүчилтөрөгчийн дамжлалыг саатуулж, халах үед үүсгүүлсэн нүүрснүүр үлдэц дотор бүтцийн бүтэн бүүлгийг хадгалахад тусалж, түүний чанарыг дунджаар 35–50% хооронд сайжруулж. Түүнчлэн, төвөгтэй бүтцүүдийн матриц дотор тархалт нь чухал ач хойртой. Хэрэв түүний ачаалал 4%-аас дээш бөөмс нь цуглуулж, бөөмс нь холбоосын хүчнийг 20% хооронд бууруулж, материал дотор сул цэсүүд үүсгэнэ.

Полимер архитектурын инженерийн шинжлэх ухаан: Кополимеризацийн ба дөрвөлжин холбоосын үйлдлийн хөгжүүлэлт

Терполимерийн дизайн (VAc-AA-MAH): Тg-ийг 115°C хүртэл даргаар үүрдүүлэх ба деградацийн эхлэлийг хойшлуулах

Бид винил ацетат (VAc), акрил хүчил (AA), малейний ангидрид (MAH) -ыг нэгтгэн терполимер бүтээхэд тэдгээрийн шинж чанарууд сонирхолтой зүйл болдог. Төгс шилжилтийн температур 115 градус хүртэл өсч, энэ нь бид жирийн PVA материалын хэмжээнээс 35 градус өндөр байна. Энд ч МАХ-ны онцгой үүрэг бий. Энэ нь хатуу циклийн бүтцийг нэмж, молекулууд нэгдэж болох нэмэлт газруудыг бий болгодог. Энэ нь полимер хавтан хэр их хөдөлж болох талаар хязгаарладаг боловч материалын гадаргуудалд батлах чадварыг хамардаггүй. Үйл ажиллагааны үзүүлэлтийг харвал, эдгээр терполимерүүд нь энгийн хоёрхон кополимерүүдээс 20-30 хувиар хоцрох нь гарцтай эхэлдэг. Мөн өөр нэг ач холбогдолтой зүйл: тэд пластификаторын шилжилтийг бүрэн зогсоодог. Энэ бол маш том асуудал, учир нь хөдөлгөөнт суулгах бодис нь давтагдашгүй халаах, хүйтэнжих дугуйлалтай холбоотойгоор холбоод алдагдахад хариуцлагатай байдаг.

Азиридинууд эсвэл полиизоцианатуудын тусламжтайгаар полимеризацийн дараа холбоос үүсгэх: 140°C-с дээшх температурт тогтвортой байдал хангах

Материал маш их дарамтад өртөж буй хүнд нөхцөлд полимеризмын дараах халдаан нь эвдэрэхгүй хатуу 3D сүлжээний бүтцийг бий болгодог. Химийн хувьд азиридин нь PVA-ийн гидроксил бүлгүүдийн хүчтэй гуравдагч амины холбогдлыг бий болгодог бол полиизоцианатууд өөрийнх нь удаан эдэлгээтэй уретаны холбогдлыг бий болгодог. Эдгээр сүлжээг юу онцгой болгодог вэ? Тэд 160 градус хүртэл халаахад ч зэвсэгт сүлжээний эвдэрлийг тэвчиж чадна. 180 градус зэрэг өндөр температурт тэдгээрийн жин нь зөвхөн 5%-ийг алдаж байдаг. Энэ материал нь нэгдэж, 500 цагийн турш 150 градус хэмжээнд суусны дараа нэг сантиметрт 8 Ньютон-ын хүчтэй хатуу байдлыг хадгалдаг. Мэдээж уян хатан байдлыг хангахын тулд зарим нэг худалдаж авах зүйл байдаг. Гэхдээ инженерууд эдгээр өөрчлөлт оруулсан материалууд машин, онгоцны хувьд маш сайн ажилладаг гэдгийг тогтоосон.

Ажиллах чадварыг тэнцвэрт байлгах: Дулаан төдийлөн төрүүлэх чадвар, адгези, боловсруулалтын хоорондын хоосон бүс

ПВА-гийн элснээс илүү сайн дулааны тогтвортой байдлыг олж авахын тулд эдгээр гурван холбогдсон шинж чанарууд хооронд хатуу сонголт хийх хэрэгтэй. Бид хатуу холбооны нягтралыг нэмэгдүүлснээр 140 градус дулаан хүртэл хатуудахад тус болдог. Гэхдээ энэ нь үнэтэй. Молекулууд илүү чөлөөтэй хөдөлж чадахгүй. Энэ нь элсэн чихрийн уян хатан байдал, өөр өөр материалд хэрхэн баттай тавигдах байдлын талаар нөлөөлж болно. Силика нано хэсгүүд нь дулааны саад үүсгэхэд маш сайн ажилладаг. Гэсэн хэдий ч тэд хольсыг бага зэрэг ихэсгэдэг бөгөөд заримдаа илбэц байдлыг хоёр дахин, бүр гурав дахин нэмэгдүүлдэг. Ийм өөрчлөлт компаниудад энэ материалыг зөв хэрэглэхэд зориулсан тусгай тоног төхөөрөмж хэрэгтэй гэсэн үг. Мөн бор дээр суурилсан халдах холбогчдын асуудал байна. Эдгээр нь үнэндээ нягт, хальс бус гадаргуудын холбоог 15-30%-ийн хооронд сулруулдаг. Материал судлаачдын хувьд хамарсан бодис боловсруулахын төлөө бодит тэнцвэрт байдал.

Зөв боловсруулалт хийх нь материал нь бүхэнд тохирох нэг хэмжээний шийдлийг олохын оронд хэрэгжилд хэрэгтэй зүйлтэй нийцүүлэхэд оршино. Жишээ нь, агаарын тээврийн холбоосыг авч үзье. Энэ нь цаг хугацааны явцад маш их халуун халуун халуун халуун халуун халуун халуун халуун халуун халуун халуун халуун халуун халуун халуун халуун халуун Харин багцлуурт элс өөрөөр ажилладаг. Инженерууд үндсэн бүтэц, нэмэлт бүрэлдэхүүн хэсгүүд, үйлдвэрлэлийн тохируулалтыг бодит үйл ажиллагааны нөхцөлд зохистой зохицуулахад, бүтээгдэхүүн нь бодит хэрэглээний хүнд температурын сорилттой тулгарахад таагүй гүйцэтгэлийн асуудлыг урьдчилан сэргийлэхэд тусалдаг.

НӨАТ-ын хэсэг

Яагаад стандарт PVA сэлбэг 100°C-ээс дээш үед үрэгддэг вэ?

Стандарт PVA сэлбэг нь 100 °C-ээс дээш үед голчлон хийн холболт нь эвдэрч, зангилааны хөдөлгөөн нэмэгдсэнээс болж үр дүн нь сэлбэг бат бөх байдлын алдагдалтай байдаг.

PVA-ийн элсэн чихрийн хувьд эрсдлийн хязгаар нь юу вэ?

PVA холбогчдийн шүүлтүүр дулааны хязгаарууд нь 75–85°C хооронд явагдах шилжин шилбэршүүр ба 200°C орчимд задралын эхлэл юм.

PVA холбогчдийг өндөр температурт төвөгтүүр төрүүлэхгүйн тулд яаж сайжруулах вэ?

PVA холбогчдийг дулааны тогтвортой байдал ба холбогч чанарыг сайжруулахын тулд бор-дүүрэмт холбогч агентууд, нано-силлика зэрэг нэмэлт бүрдүүлэгчдийн тусламжтай сайжруулах боломжтой.