Perusteista läpimurtoihin: PP: n korkean lämpötilan resistenssin muuttamisen tieteellinen logiikka
Puhtaan PP: n lämmönkestävyyttä rajoittaa puolikiteisen rakenteen amorfinen alue. Kun lämpötila lähestyy lasin siirtymälämpötilaa (noin -10 ° C -20 ° C), molekyyliketjusegmentit alkavat liikkua väkivaltaisesti aiheuttaen materiaalin pehmenemisen. Modifikaatioprojektin ydin on rakentaa kaksinkertainen puolustusjärjestelmä: toisaalta fyysistä vahvistusta käytetään molekyyliketjujen liikkumisen rajoittamiseen, ja toisaalta kemiallista stabilointia käytetään lämmönoksidatiivisen hajoamisen viivästymiseen. Esimerkiksi PP -komposiittimateriaalien lämmön muodonmuutoslämpötila, johon on lisätty 30% lasikuitua, voi hypätä 100 ° C: sta puhtaan PP: n välillä yli 160 ° C: seen. Lasikuidut muodostavat kolmiulotteisen verkkorakenteen sulatuskäsittelyn aikana, aivan kuten "vahvistetun teräsluuran" implantoinnin muovimatriisiin. Jopa korkeissa lämpötiloissa nämä jäykät kuidut voivat tehokkaasti estää liukumista ja hiipiä PP Modifioidut tekniikan muovit . Vielä taitavampaa, jotkut modifikaatiojärjestelmät käyttävät pintakäsittelytekniikkaa lasikuovien ulkokerroksen peittämiseen silaanikytkentäaineilla siten, että ne on kemiallisesti sitoutunut PP -matriisiin, parantaen edelleen rajapinnan sitoutumislujuutta.
Peli ja useiden teknisten reittien integrointi
Teollisuuskäytännössä korkean lämpötilan vastusmuutos ei ole yhden miehen osoitus yhdestä tekniikasta, vaan useiden keinojen sinfonia. Auton saanti -jakoputken mukaan perinteiset metalliosat ovat raskaita ja helppo syöpistää. Kun PP/PA -seosliuos otetaan käyttöön, nylonin korkea sulamispiste (PA66 -sulamispiste 265 ° C) ja PP: n prosessointisuuntaus komplementoi toisiaan. Dynaamisen vulkanointitekniikan avulla mikronikokoiset silloitetut PA-hiukkaset dispergoivat PP-matriisiin, joka ei vain säilytä PP: n injektiomuovaustehokkuutta, vaan myös pitää materiaalin riittävän jäykänä 140 ° C: ssa. Yläisempi nanokomposiittiteknologia yrittää tuoda kerrostettuja silikaatteja. Kun Nanoclay -hiutaleet ovat dispergoituneet PP -matriisiin kuorittua muodossa, vain 5% lisäysmäärästä voi nostaa lämmön muodonmuutoksen lämpötilaa 30 ° C: lla. Tämä "nanovaikutus" tulee savi hiutaleiden piinaisesta esteestä kaasun diffuusiopolulle, mikä viivästyy merkittävästi lämmön hapettumisen ikääntymisen prosessia.
Suorituskyvyn kehitys tiukan varmennuksen alla
Varsinainen sovellusskenaario testaa materiaalia, joka on kaukana laboratorion testiolosuhteista. Saksalaisen autoyhtiön turboahdinputken kehitystapaus on melko edustava: 140 ° C: n käyttölämpötilan ja 0,8MPA: n pulssipaineessa tavalliset PP-materiaalit voivat kestää vain 500 tuntia ennen kuin halkeamat ilmestyvät, kun taas erityinen PP-materiaali lasikuituvahvistusantioksidanttien komposiitti modifikaatiolla läpäisi onnistuneesti 3000 tunnin dynaamisen väsymyksen. Tämä johtuu kaavassa estettyjen amiinivalon stabilointiaineiden ja kuparin estäjien erityisestä yhdistelmästä, jotka kaappaavat vapaat radikaalit, kuten "molekyylisuojat" ja katkaisevat lämpöhapetusketjun reaktion. Kolmannen osapuolen testitiedot osoittavat, että 1000 tunnin lämpö ikääntymisen jälkeen 150 ° C: ssa, modifioidun PP: n vetolujuuden pidätysnopeus ylittää 85%, mikä on melkein kaksinkertaistunut modifioimattomiin materiaaleihin verrattuna. Tämä stabiilisuus on erityisen kriittinen uusien energiaajoneuvojen akkukuoressa-liekinlämpöisten PP-komposiittimateriaalien ei tarvitse vain läpäistä UL94 V-0 -sertifiointia, vaan myös kestää 300 ° C: n lyhytaikaisen korkean lämpötilan vaikutukset akun lämpötilan hetkessä. Tällä hetkellä materiaalin inumesoiva liekinestoaine muodostaa nopeasti tiheän hiilikerroksen hapen ja lämmönsiirron eristämiseksi.
Future Battlefield: Suorituskyvyn parantamisesta järjestelmäinnovaatioihin
800 V: n korkeajännitealustojen ja integroitujen sähkökäyttöjärjestelmien popularisoinnin myötä autojen lämpötilankestävyysvaatimukset teknisiin muoveihin ovat siirtymässä 150 ° C: sta 180 ° C: n kynnykseen. Tämä on synnyttänyt häiritsevämmän modifiointistrategian: Japanilaisen materiaaliyrityksen kehittämä "in situ -polymerointi" -tekniikka, joka siirtyy suoraan maleiinihydridiryhmiin PP-molekyyliketjuun muodostaen kovalenttisen sidoksen hiilikuidun kanssa. Tämä molekyylitason komposiitti antaa materiaalin lämpömuodon lämpötilan ylittää 190 ° C. Samanaikaisesti biopohjaisten lämmönkestävien aineiden tutkimuksella ja kehittämisellä ligniinistä uutetuilla teollisuuden sääntöjen uudelleenkirjoittamisella ja polyfenoli-luonnollisilla antioksidanteilla ei ole vain sama ikääntymisenestotehokkuus kuin perinteisellä BHT: llä, mutta myös vähenevät 62% haitallisista kaasupäästöistä palamisen aikana. Huomion arvoinen on digitaalitekniikan tunkeutuminen. Eurooppalainen laboratorio käytti koneoppimisalgoritmia optimaalisen lasikuitu/kiille/hiilen nanoputkien kolmen yhdisteen suhteen vain kolmessa kuukaudessa, puristaen perinteisen kaavan kehityssyklin, joka vaatii useita vuosia iteraatiota 80%.
