Es bien sabido que las propiedades de la resina pura de algunos polímeros no son muy excelentes y, en la mayoría de los casos, no se pueden utilizar directamente. Deben modificarse para cumplir con los requisitos de los productos. Cuando hablamos de plásticos modificados, ¿qué es exactamente lo que se ha modificado? ¿Qué propiedades se pueden cambiar, como densidad, transparencia, dureza, procesabilidad, resistencia y tenacidad? En este artículo, profundizaremos en las ocho direcciones principales de la modificación del plástico y el impacto revolucionario de los plásticos modificados en los electrodomésticos.
Tabla de contenido:
¿Qué es la modificación de los plásticos?
Ocho direcciones principales de modificación plástica.
El potencial infinito de los plásticos modificados en los electrodomésticos
Seis grandes tendencias en plásticos modificados para electrodomésticos
¿Qué es la modificación de los plásticos?
En pocas palabras, la modificación de los plásticos consiste en cambiar las propiedades originales de los plásticos mediante métodos físicos, químicos y de otro tipo, para aumentar o mejorar sus propiedades originales, haciéndolos más adecuados para los productos finales.
Ocho direcciones principales de modificación plástica.
En cuanto a la modificación, ¿qué propiedades de los materiales se modifican generalmente en los plásticos modificados? En resumen, existen aproximadamente ocho tipos:
Densidad
El cambio de densidad de los plásticos se puede dividir en dos tipos: uno consiste en reducir la densidad de los plásticos y el otro consiste en aumentar la densidad de los plásticos, dependiendo de la elección de la aplicación final. Aquí, presentamos principalmente los métodos para reducir la densidad de los plásticos.
Reducir la densidad plástica: según la fórmula de la escuela secundaria M = ρV, esto significa que cuando se reduce la densidad del material, la masa también disminuirá bajo la premisa de que el volumen original del producto permanece sin cambios. Esto se usa comúnmente para aligerar aplicaciones finales como automóviles. Los métodos comunes para reducir la densidad de los plásticos incluyen agregar resinas o rellenos livianos, pero la reducción de la densidad es relativamente pequeña; Otro método es la tecnología de espuma, que tiene un mayor rango de reducción de peso pero es un poco más difícil.
Transparencia
En cuanto a la transparencia de los plásticos, generalmente se trata de utilizar la relación entre cristalinidad y transparencia. La transparencia de los plásticos está relacionada con la cristalinidad de los productos. Controlando las diferentes formas estructurales de los productos se puede mejorar su transparencia.
Para medir la transparencia de un material, es necesario considerar muchos indicadores de desempeño. Los indicadores comúnmente utilizados incluyen: transmitancia de luz, turbidez, índice de refracción, birrefringencia y dispersión. Un buen material transparente requiere que estos indicadores de rendimiento sean excelentes y equilibrados.
Los métodos comunes para cambiar la forma cristalina incluyen:
- Controlar la calidad de la cristalización, como el control de la forma cristalina, el contenido de esferulita, el tamaño de los cristales y la regularidad de los cristales.
- Incrementar el índice de refracción, principalmente mediante la adición de sustancias orgánicas o inorgánicas de alto índice de refracción que no afecten la transparencia.
- Reducir la birrefringencia, que se puede lograr controlando la orientación durante el procesamiento, es decir, reduciendo el grado de orientación para reducir la birrefringencia.
- Adición de sustancias para mejorar la transparencia de los plásticos, que se refiere al método de agregar sustancias moleculares pequeñas a resinas transparentes para mejorar su transparencia. Este método puede aumentar la transmitancia de la luz y el índice de refracción y reducir la birrefringencia.
- Añadiendo agentes nucleantes, que es el método más eficaz para aumentar la transmitancia de luz de las resinas transparentes. Los agentes nucleantes son sustancias moleculares pequeñas que pueden promover la cristalización. Actúan como sitios de nucleación en la resina, cambiando la nucleación homogénea a nucleación heterogénea, aumentando la cantidad de núcleos en el sistema cristalino, aumentando la cantidad de microcristales, reduciendo la cantidad de esferulitas, refinando así el tamaño del cristal y mejorando la transparencia de la resina. .
- Adición de sustancias inorgánicas de alto índice de refracción.
- Adición de sustancias que pueden reducir la birrefringencia.
- Agregar agentes antivaho
Dureza y flexibilidad
Dureza
Cambiar la dureza de los plásticos implica modificar tanto la dureza de la superficie como la dureza general, generalmente agregando aditivos duros al plástico, generalmente cargas inorgánicas rígidas.
Dureza de la superficie: Esto mejora sólo la dureza superficial de los productos de plástico, mientras que la dureza interna permanece sin cambios. Es un método de menor costo que se utiliza principalmente para materiales decorativos y artículos de primera necesidad. Los métodos principales incluyen recubrimiento, enchapado y tratamiento de superficies.
Dureza total: Esto generalmente se logra mezclando plásticos, es decir, mezclando resina de baja dureza con resina de alta dureza para mejorar la dureza general.
Las resinas de mezcla más utilizadas incluyen: PS, PMMA, ABS y MF. Las resinas que principalmente necesitan modificación incluyen los tipos PE, PA, PTFE y PP.
Flexibilidad
La flexibilidad generalmente se modifica añadiendo plastificantes. La función principal de los plastificantes es mejorar la procesabilidad de la resina, es decir, reducir la temperatura de procesamiento y mejorar la fluidez del procesamiento. Sin embargo, su adición a las resinas relevantes también puede impartir flexibilidad a los productos. Las resinas adecuadas para mejorar la flexibilidad con plastificantes incluyen: PVC, PVDC, CPE, SBS, PA, ABS, PVA y poliéter clorado.
Procesabilidad
Mejorar la procesabilidad de los plásticos implica generalmente: aumentar la temperatura de descomposición térmica de la resina; bajar la temperatura de fusión de la resina; mejorar la fluidez del proceso de la resina; y mejorar las características de fusión de la resina.
Los métodos de modificación comunes incluyen la adición de agentes modificadores, plastificantes y lubricantes. Los plastificantes pueden aumentar la plasticidad de los polímeros. La función de los lubricantes es reducir la fricción entre los materiales y entre el material y la superficie del equipo de procesamiento. Esto ayuda a disminuir la resistencia al flujo de la masa fundida, reducir la viscosidad de la masa fundida, mejorar la fluidez de la masa fundida, evitar que la masa fundida se adhiera al equipo y mejorar la suavidad de la superficie de los productos.
El potencial infinito de los plásticos modificados en los electrodomésticos
Con el desarrollo de la tecnología de modificación de plásticos y la mejora del nivel de vida de las personas, la aplicación de plásticos modificados en la industria de electrodomésticos se ha vuelto cada vez más generalizada. Los plásticos modificados se utilizan en utensilios de cocina, productos de cuidado personal y más.
Tomando como ejemplo los pequeños electrodomésticos, los productos comunes incluyen ollas a presión eléctricas, cocinas de inducción, máquinas para hacer fideos, máquinas para hacer panecillos al vapor, máquinas para leche de soja, procesadores de alimentos, exprimidores, hervidores eléctricos, secadores de pelo, planchas, afeitadoras y más. Estos pequeños electrodomésticos entran frecuentemente en contacto con los usuarios, son propensos al desgaste, están expuestos regularmente al agua, aceite y sal que pueden provocar corrosión, se utilizan a altas temperaturas que pueden provocar el envejecimiento y, a menudo, están expuestos a la luz que puede provocar decoloración y pérdida de brillo. Por lo tanto, los materiales utilizados deben tener un fuerte atractivo estético, buena resistencia al rayado, ser fáciles de procesar y ofrecer una buena relación costo-rendimiento. Cómo aplicar razonablemente materiales plásticos modificados para reducir el costo de los pequeños electrodomésticos y al mismo tiempo garantizar la calidad del producto es una de las formas importantes para que los productos ocupen el mercado.
Opciones de plástico clave para pequeños electrodomésticos comunes
- Horno microondas
Los componentes de plástico incluyen principalmente piezas exteriores como la carcasa exterior, la base, el mango, las perillas, etc., que requieren resistencia al calor. Los materiales utilizados incluyen ABS resistente al calor, HIPS ignífugo, PP resistente al calor, aleación de PC/ABS, etc.
- Olla arrocera
Los componentes de plástico incluyen principalmente piezas externas como la carcasa exterior, la base, la tapa, la manija, el interruptor, etc., que requieren resistencia al calor. Los tipos de plástico seleccionados incluyen ABS sin pulverización y PP de alto brillo.
- Humidificador de aire
Los materiales utilizados incluyen ABS teñido, materiales que no se pulverizan, piezas transparentes (PC, GPPS) y PP de alto brillo.
Materiales principales para piezas exteriores.
ABS teñido: Resistente al calor, alto brillo superficial, dimensionalmente estable, fácil de procesar y fácilmente pulverizable. Se puede fabricar en diferentes colores según los requisitos.
PP con relleno: Bajo costo, buena fluidez, dimensionalmente estable y fácil de procesar.
Material de la computadora: Alta resistencia, resistencia a altas temperaturas y buena transparencia.
Aleación de PC/ABS: Resistente al calor, buen brillo superficial, dimensionalmente estable y fácil de procesar.
Materiales principales para piezas decorativas.
Materiales transparentes: ABS transparente, PMMA, PC, etc.
Materiales de galvanoplastia: ABS de grado galvanoplastia.
Materiales que no se pueden rociar: ABS de alto brillo sin pulverización, AS sin pulverización, PC/ABS sin pulverización, PP sin pulverización.
Los materiales sin aerosol presentan alto brillo, colores metálicos, buena procesabilidad, colores brillantes, buena fluidez y resistencia al rayado.
Seis grandes tendencias en plásticos modificados para electrodomésticos
1. Solución de módulo de color de apariencia
Los electrodomésticos de colores tecnológicamente avanzados, modernos y personalizados se han convertido en una tendencia inevitable en el desarrollo actual. Las principales soluciones incluyen:
(1) Uso de materiales vivos, de alto brillo, resistentes a los arañazos, etc.
– Los materiales tienen colores más ricos, como negro brillante, rojo púrpura, verde tierno, rojo brillante, azul océano, etc.
(2) Serie sin pulverización: colores perlados y metálicos, etc.
– Permite que los productos plásticos logren efectos metálicos como blanco plateado, dorado lujoso, gris plateado, etc., sin necesidad de pulverización o galvanoplastia.
(3) Otros efectos especiales: mármol, colores de flujo de cristal, etc.
– Consigue un efecto marmóreo o granítico en el color de los productos plásticos.
2. Solución de módulo de material de seguridad
Los aparatos de seguridad se han convertido en el elemento básico del desarrollo actual.
(1) Materiales altamente ignífugos, libres de halógenos y con bajo nivel de humo.
Por ejemplo, los materiales PP/ABS/PS retardantes de llama sinérgicos de bromo-fósforo con bajo contenido de humo o materiales PP/ABS/PS/PBT retardantes de llama sin halógenos y con bajo contenido de humo se utilizan para piezas internas o externas tales como cajas de motores de refrigeradores, acondicionadores de aire y lavadoras para cumplir con los requisitos de 1.5 mm 5VA, GWIT850 ℃, etc.
(2) Materiales de alto rendimiento
PP/ABS/PS, etc. de color antiestático permanente, se utilizan en refrigeradores, aires acondicionados y carcasas de lavadoras, etc.; ABS/PP/PA/PBT, etc., con alto retardante de llama y alto rastreo de fugas, se utilizan en piezas de control electrónico; PP/ABS/PS/PBT conductivo, etc. se utilizan en piezas funcionales internas. Estos materiales cumplen con los requisitos de antiestático permanente blanco 109, alto valor CTI (600 V), etc.
3. Soluciones de módulos de material ligero
Es una tendencia inevitable que los productos ligeros se extiendan desde los automóviles hasta los electrodomésticos.
(1) Plástico en lugar de vidrio, materiales muy transparentes y rígidos
Materiales de alta transparencia como PP/ABS/PMMA/PETG/PES/PSF se utilizan en componentes como ventanas de observación. Al tiempo que garantizan la transparencia, estos materiales también cumplen con los requisitos de higiene alimentaria o de resistencia a los arañazos/resistencia.
(2) Plástico en lugar de acero, resistencia rígida, materiales de alta dureza y estabilidad dimensional
Los materiales con un alto contenido en fibra de vidrio (>50%) y alta resistencia, así como materiales reforzados con fibra de vidrio larga (LFT-PP/PA), se utilizan en piezas estructurales técnicas de frigoríficos, aires acondicionados, lavadoras, etc. Para piezas resistentes al desgaste se utilizan materiales de ingeniería especiales reforzados con fibra (PPS/PEI), etc. Estos materiales cumplen con los requisitos de alta resistencia, alta resistencia al desgaste, resistencia al agua hirviendo y resistencia a la temperatura en componentes estructurales. Además, los materiales espumantes microporosos pueden reducir significativamente el peso de los plásticos utilizados en los electrodomésticos manteniendo la misma resistencia, y no presentan deformaciones ni marcas de contracción, lo que ofrece mayor resistencia y procesabilidad.
4. Soluciones de módulos de materiales saludables
El concepto de salud se ha convertido en la moda actual en el desarrollo de electrodomésticos.
(1) Materiales antibacterianos/antimoho
Al incorporar un masterbatch antibacteriano compuesto inorgánico ecológico o agentes antibacterianos orgánicos con alto contenido de polímeros, estos materiales cumplen con los requisitos antibacterianos sin introducir contaminación secundaria (como iones Ag, As) y se pueden usar en partes internas o externas de refrigeradores, aires acondicionados, lavadoras, etc.
(2) Materiales no tóxicos y respetuosos con el medio ambiente.
Utilice materiales volátiles con bajo contenido de COV (como PP/PS/ABS) para los componentes internos y externos de los electrodomésticos; Utilice materiales elastómeros sin plastificantes (TPE/TPV) para juntas y sellos de puertas. Además, se están avanzando los requisitos estándar para los COV en los electrodomésticos.
(3) Materiales de adsorción respetuosos con el medio ambiente.
Los componentes internos y externos de los electrodomésticos pueden equiparse con:
- Materiales de adsorción PM2.5, como relleno de piedra viscoelástico.
- Materiales de adsorción de formaldehído, que incorporan cargas de silicio activado u óxido de aluminio.
- Materiales que liberan iones negativos.
5. Soluciones de módulos de materiales de bajo costo
El bajo coste ha sido la necesidad urgente para el desarrollo de electrodomésticos.
(1) Materiales funcionales nuevos y económicos.
Se utilizan materiales de poliolefina económicos, como PP de alto brillo en lugar del ABS y ABS/PVC en lugar del ABS retardante de llama. Las piezas funcionales utilizan plástico en lugar de acero, cobre, vidrio o aluminio. El PPS con alto contenido de fibra de vidrio similar a un espejo reemplaza las piezas metálicas galvanizadas. Los plásticos reciclados ecológicos y de alto rendimiento (PP/PS/ABS, etc.) reemplazan los nuevos materiales y cumplen con la EPEAT (Herramienta de evaluación ambiental de productos electrónicos) de Estados Unidos.
(2) Reducir la cantidad manteniendo la fuerza.
Las piezas internas de los electrodomésticos utilizan materiales de estructura de espuma microporosa (PP/ABS/PS, etc.). Los materiales de impresión 3D (FDM/SLA/SLS) se utilizan para la creación rápida de prototipos en electrodomésticos para reducir los costos de I+D. El diseño de la estructura del producto se optimiza mediante CAD/CAE, mejorando el diseño de las partes internas y externas de los electrodomésticos y reduciendo el uso de materiales.
(3) Integración de la cadena industrial: los fabricantes petroquímicos personalizan los plásticos modificados
Los fabricantes de petroquímicos cooperan con empresas modificadas para personalizar materiales específicos como ABS/PS/PP de alto brillo, ABS/PS/PP transparente y PA6/PA66 autoignífugo, nailon de cadena larga y ASA.
6. Soluciones de módulos de materiales con bajo consumo de energía y bajas emisiones de carbono
(1) Nuevos materiales funcionales bajos en carbono
Las bajas emisiones de carbono se han convertido en una tendencia inevitable en el desarrollo de electrodomésticos. Los materiales biodegradables y sus aleaciones (almidón, PLA) se utilizan para embalajes de electrodomésticos o piezas no estructurales. Los materiales reforzados con fibra natural (PP) pueden reemplazar a los materiales reforzados con fibra de vidrio. El polipropileno de alta resistencia al calor y alta rigidez puede reemplazar al PS/ABS/PA, como en la estructura de PS de los acondicionadores de aire. El polipropileno tiene el índice de emisiones de carbono más bajo (1.95) en plásticos modificados para electrodomésticos, lo que respalda el desarrollo con bajas emisiones de carbono y la reducción de costos.
(2) Materiales funcionales que ahorran energía y reducen el ruido.
Los materiales elastómeros termoplásticos (PVC/TPV/TPE, etc.) se utilizan para sellar y amortiguar las vibraciones de los componentes de los electrodomésticos. Los ventiladores de bajo ruido utilizan materiales de espuma microporosos para aumentar la coaxialidad y mejorar el equilibrio dinámico. Las almohadillas amortiguadoras de vibraciones del compresor utilizan materiales elastómeros de alta amortiguación para ayudar a reducir el ruido.
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