Il est bien connu que les propriétés de la résine pure de certains polymères ne sont pas très excellentes et qu’ils ne peuvent pour la plupart pas être utilisés directement. Ils doivent être modifiés pour répondre aux exigences des produits. Quand on parle de plastiques modifiés, qu’est-ce qui a été modifié exactement ? Quelles propriétés peuvent être modifiées, telles que la densité, la transparence, la dureté, l'aptitude au traitement, la résistance et la ténacité ? Dans cet article, nous examinerons les huit principales directions de modification du plastique et l'impact révolutionnaire des plastiques modifiés dans les appareils électroménagers.
Sommaire :
Qu'est-ce que la modification des plastiques ?
Huit grandes directions de modification plastique
Potentiel infini des plastiques modifiés dans les appareils électroménagers
Six grandes tendances des plastiques modifiés pour les appareils électroménagers
Qu'est-ce que la modification des plastiques ?
En termes simples, la modification des plastiques consiste à modifier leurs propriétés d'origine par des méthodes physiques, chimiques et autres, afin d'augmenter ou d'améliorer leurs propriétés d'origine, les rendant ainsi plus adaptés aux produits finaux.
Huit grandes directions de modification plastique
En matière de modification, quelles propriétés des matériaux sont généralement modifiées dans les plastiques modifiés ? En résumé, il en existe environ huit types :
Densité
La modification de la densité des plastiques peut être divisée en deux types : l'une consiste à réduire la densité des plastiques et l'autre à augmenter la densité des plastiques, en fonction du choix de l'application finale. Ici, nous présentons principalement les méthodes permettant de réduire la densité des plastiques.
Réduction de la densité plastique : selon la formule du lycée M=ρV, cela signifie que lorsque la densité du matériau est réduite, la masse diminuera également en partant du principe que le volume d'origine du produit reste inchangé. Ceci est couramment utilisé pour alléger les applications finales telles que les automobiles. Les méthodes courantes pour réduire la densité des plastiques comprennent l’ajout de charges ou de résines légères, mais la réduction de densité est relativement faible ; une autre méthode est la technologie de moussage, qui offre une plus grande plage de réduction de poids mais est légèrement plus difficile.
Transparence
Concernant la transparence des plastiques, il s’agit généralement d’exploiter la relation entre cristallinité et transparence. La transparence des plastiques est liée à la cristallinité des produits. En contrôlant les différentes formes structurelles des produits, leur transparence peut être améliorée.
Pour mesurer la transparence d’un matériau, de nombreux indicateurs de performance doivent être pris en compte. Les indicateurs couramment utilisés comprennent : la transmission de la lumière, la brume, l'indice de réfraction, la biréfringence et la dispersion. Un bon matériau transparent nécessite que ces indicateurs de performance soient excellents et équilibrés.
Les méthodes courantes pour modifier la forme cristalline comprennent :
- Contrôler la qualité de la cristallisation, comme le contrôle de la forme cristalline, de la teneur en sphérolite, de la taille des cristaux et de la régularité des cristaux.
- Augmenter l'indice de réfraction, principalement en ajoutant des substances organiques ou inorganiques à indice de réfraction élevé qui n'affectent pas la transparence.
- Réduire la biréfringence, ce qui peut être obtenu en contrôlant l'orientation pendant le traitement, c'est-à-dire en réduisant le degré d'orientation pour réduire la biréfringence.
- Ajout de substances pour améliorer la transparence des plastiques, qui fait référence à la méthode d'ajout de petites substances moléculaires aux résines transparentes pour améliorer leur transparence. Cette méthode peut augmenter la transmission de la lumière et l'indice de réfraction et réduire la biréfringence.
- Ajout d'agents de nucléation, méthode la plus efficace pour augmenter la transmission lumineuse des résines transparentes. Les agents nucléants sont de petites substances moléculaires qui peuvent favoriser la cristallisation. Ils agissent comme des sites de nucléation dans la résine, transformant la nucléation homogène en nucléation hétérogène, augmentant le nombre de noyaux dans le système cristallin, augmentant le nombre de microcristaux, réduisant le nombre de sphérulites, affinant ainsi la taille des cristaux et améliorant la transparence de la résine. .
- Ajout de substances inorganiques à indice de réfraction élevé
- Ajout de substances pouvant réduire la biréfringence
- Ajout d'agents anti-buée
Dureté et flexibilité
Dureté
Changer la dureté des plastiques implique de modifier à la fois la dureté de surface et la dureté globale, généralement en ajoutant des additifs durs au plastique, généralement des charges inorganiques rigides.
Dureté de la surface: Cela améliore uniquement la dureté superficielle des produits en plastique, tandis que la dureté interne reste inchangée. Il s’agit d’une méthode peu coûteuse principalement utilisée pour les matériaux décoratifs et les nécessités quotidiennes. Les principales méthodes comprennent le revêtement, le placage et le traitement de surface.
Dureté globale : Ceci est généralement réalisé en mélangeant des plastiques, c'est-à-dire en mélangeant une résine de faible dureté avec une résine de haute dureté pour améliorer la dureté globale.
Les résines de mélange couramment utilisées comprennent : PS, PMMA, ABS et MF. Les résines qui nécessitent principalement des modifications comprennent les types PE, PA, PTFE et PP.
Flexibilité
La flexibilité est généralement altérée par l'ajout de plastifiants. La fonction principale des plastifiants est d'améliorer l'aptitude au traitement de la résine, c'est-à-dire d'abaisser la température de traitement et d'améliorer la fluidité du traitement. Cependant, leur ajout aux résines concernées peut également conférer de la flexibilité aux produits. Les résines adaptées à l'amélioration de la flexibilité avec des plastifiants comprennent : le PVC, le PVDC, le CPE, le SBS, le PA, l'ABS, le PVA et le polyéther chloré.
Processabilité
L'amélioration de l'aptitude à la transformation des plastiques implique généralement : l'augmentation de la température de décomposition thermique de la résine ; abaisser la température de fusion de la résine ; améliorer la fluidité du processus de la résine ; et améliorer les caractéristiques de fusion de la résine.
Les méthodes de modification courantes incluent l'ajout d'agents modificateurs, de plastifiants et de lubrifiants. Les plastifiants peuvent augmenter la plasticité des polymères. Le rôle des lubrifiants est de réduire la friction entre les matériaux et entre le matériau et la surface des équipements de transformation. Cela contribue à diminuer la résistance à l'écoulement de la matière fondue, à abaisser la viscosité de la matière fondue, à améliorer la fluidité de la matière fondue, à empêcher la matière fondue d'adhérer à l'équipement et à améliorer la douceur de la surface des produits.
Potentiel infini des plastiques modifiés dans les appareils électroménagers
Avec le développement de la technologie de modification du plastique et l’amélioration du niveau de vie des populations, l’application de plastiques modifiés dans l’industrie de l’électroménager est devenue de plus en plus répandue. Les plastiques modifiés sont utilisés dans les ustensiles de cuisine, les produits de soins personnels, etc.
En prenant comme exemple les petits appareils électroménagers, les produits courants comprennent les autocuiseurs électriques, les cuisinières à induction, les machines à nouilles, les machines à petits pains cuits à la vapeur, les machines à lait de soja, les robots culinaires, les presse-agrumes, les bouilloires électriques, les sèche-cheveux, les lisseurs, les rasoirs, etc. Ces petits appareils électroménagers entrent fréquemment en contact avec les utilisateurs, sont sujets à l'usure, sont régulièrement exposés à l'eau, à l'huile et au sel pouvant entraîner de la corrosion, sont utilisés à des températures élevées pouvant entraîner un vieillissement et sont souvent exposés à la lumière qui peut entraîner une décoloration et une perte d’éclat. Par conséquent, les matériaux utilisés doivent avoir un fort attrait esthétique, une bonne résistance aux rayures, être faciles à mettre en œuvre et offrir un bon rapport qualité-prix. Comment appliquer raisonnablement des matières plastiques modifiées pour réduire le coût des petits appareils électroménagers tout en garantissant la qualité des produits est l'un des moyens importants pour les produits d'occuper le marché.
Principaux choix de plastique pour les petits appareils électroménagers courants
- Four micro-ondes
Les composants en plastique comprennent principalement des pièces extérieures telles que la coque extérieure, la base, la poignée, les boutons, etc., nécessitant une résistance à la chaleur. Les matériaux utilisés comprennent l'ABS résistant à la chaleur, le HIPS ignifuge, le PP résistant à la chaleur, l'alliage PC/ABS, etc.
- Cuiseur à riz
Les composants en plastique comprennent principalement des pièces externes telles que la coque extérieure, la base, le couvercle, la poignée, l'interrupteur, etc., nécessitant une résistance à la chaleur. Les types de plastique sélectionnés incluent l'ABS sans pulvérisation et le PP brillant.
- Air Humidifier
Les matériaux utilisés comprennent l'ABS teint, les matériaux non pulvérisables, les pièces transparentes (PC, GPPS), le PP brillant.
Principaux matériaux pour les pièces extérieures
ABS teinté : Résistant à la chaleur, surface brillante, indéformable, facile à traiter et facilement pulvérisable. Peut être transformé en différentes couleurs selon les exigences.
PP avec remplissage : Faible coût, bonne fluidité, dimensionnellement stable et facile à traiter.
Matériel informatique : Haute résistance, résistance aux températures élevées et bonne transparence.
Alliage PC/ABS : Résistant à la chaleur, bonne brillance de surface, dimensionnellement stable et facile à traiter.
Principaux matériaux pour les pièces décoratives
Matériaux transparents : ABS transparent, PMMA, PC, etc.
Matériaux de galvanoplastie : ABS de qualité galvanoplastie.
Matériaux non pulvérisables : ABS non pulvérisé brillant, AS non pulvérisé, PC/ABS non pulvérisé, PP non pulvérisé.
Les matériaux non pulvérisés présentent des couleurs métalliques très brillantes, une bonne aptitude au traitement, des couleurs vives, une bonne fluidité et une résistance aux rayures.
Six grandes tendances des plastiques modifiés pour les appareils électroménagers
1. Solution de module de couleur d'apparence
Les appareils électroménagers colorés technologiquement avancés, à la mode et personnalisés sont devenus une tendance inévitable dans le développement actuel. Les principales solutions comprennent :
(1) Utilisation de matériaux vifs, brillants et résistants aux rayures, etc.
– Les matériaux ont des couleurs plus riches, comme le noir vif, le rouge violet, le vert tendre, le rouge vif, le bleu océan, etc.
(2) Séries sans spray – Couleurs nacrées et métalliques, etc.
– Permet aux produits en plastique d'obtenir des effets métalliques comme le blanc argenté, l'or luxueux, le gris argenté, etc., sans avoir besoin de pulvérisation ou de galvanoplastie.
(3) Autres effets spéciaux – Marbre, couleurs de flux de cristaux, etc.
– Permet d'obtenir un effet de marbre ou de granit dans la couleur des produits en plastique.
2. Solution de module de matériel de sécurité
Les dispositifs de sécurité sont devenus l'élément de base du développement actuel.
(1) Matériaux hautement ignifuges, matériaux sans halogène et à faible émission de fumée
Par exemple, des matériaux PP/ABS/PS synergiques brome-phosphore à faible teneur en fumée et ignifuges élevés ou des matériaux PP/ABS/PS/PBT ignifuges sans halogène à faible fumée sont utilisés pour les pièces internes ou les pièces externes telles que les boîtiers moteurs des réfrigérateurs, climatiseurs et machines à laver pour répondre aux exigences de 1.5 mm 5VA, GWIT850℃, etc.
(2) Matériaux haute performance
Les PP/ABS/PS colorés antistatiques permanents, etc. sont utilisés dans les réfrigérateurs, les climatiseurs et les boîtiers de machines à laver, etc. Les ABS/PP/PA/PBT, etc., hautement ignifuges et à haute fuite, sont utilisés dans les pièces de commande électroniques ; Les PP/ABS/PS/PBT conducteurs, etc. sont utilisés dans les pièces fonctionnelles internes. Ces matériaux répondent aux exigences du blanc antistatique permanent 109, de la valeur CTI élevée (600 V), etc.
3. Solutions de modules de matériaux légers
L’extension des produits légers des automobiles aux appareils électroménagers est une tendance inévitable.
(1) Du plastique au lieu du verre, des matériaux hautement transparents et rigides
Des matériaux à haute transparence tels que PP/ABS/PMMA/PETG/PES/PSF sont utilisés dans des composants tels que les fenêtres d'observation. Tout en garantissant la transparence, ces matériaux répondent également à des exigences d’hygiène alimentaire ou de résistance aux rayures/résistance.
(2) Plastique au lieu de l'acier, résistance rigide, matériaux de stabilité dimensionnelle de haute dureté
Des matériaux à haute teneur en fibres de verre (>50%) et à haute résistance, ainsi que des matériaux renforcés de fibres de verre longues (LFT-PP/PA), sont utilisés dans les pièces structurelles techniques des réfrigérateurs, des climatiseurs, des machines à laver, etc. des matériaux techniques spéciaux renforcés de fibres (PPS/PEI), etc., sont utilisés pour les pièces résistantes à l'usure. Ces matériaux répondent aux exigences de haute résistance, de haute résistance à l'usure, de résistance à l'eau bouillante et de résistance à la température dans les composants structurels. De plus, les matériaux moussants microporeux peuvent réduire considérablement le poids des plastiques utilisés dans les appareils électroménagers tout en conservant la même résistance, et ils ne présentent pas de marques de déformation ou de retrait, offrant ainsi une résistance et une facilité de traitement plus élevées.
4. Solutions de modules de matériaux sains
Le concept de santé est devenu la mode actuelle dans le développement des appareils électroménagers.
(1) Matériaux antibactériens/anti-moisissures
Incorporant un mélange maître antibactérien composite inorganique respectueux de l'environnement ou des agents antibactériens organiques à haut polymère, ces matériaux répondent aux exigences antibactériennes sans introduire de pollution secondaire (telle que les ions Ag, As) et peuvent être utilisés dans les parties internes ou externes des réfrigérateurs, climatiseurs, machines à laver, etc.
(2) Matériaux respectueux de l'environnement non toxiques
Utilisez des matériaux volatils à faible teneur en COV (tels que PP/PS/ABS) pour les composants internes et externes des appareils électroménagers ; utiliser des matériaux élastomères sans plastifiants (TPE/TPV) pour les joints et joints de porte. De plus, les exigences standard concernant les COV dans les appareils électroménagers progressent.
(3) Matériaux d'adsorption respectueux de l'environnement
Les composants internes et externes des appareils électroménagers peuvent être équipés de :
- Matériaux d'adsorption PM2.5, tels que les enduits de pierre viscoélastiques
- Matériaux d'adsorption de formaldéhyde, incorporant des charges de silicium activé ou d'oxyde d'aluminium
- Matériaux qui libèrent des ions négatifs
5. Solutions de modules matériels à faible coût
Le faible coût est devenu un besoin urgent pour le développement d'appareils électroménagers.
(1) Matériaux fonctionnels nouveaux et peu coûteux
Des matériaux polyoléfiniques bon marché sont utilisés, tels que le PP brillant pour remplacer l'ABS et l'ABS/PVC pour remplacer l'ABS ignifuge. Les pièces fonctionnelles utilisent du plastique au lieu de l'acier, du cuivre, du verre ou de l'aluminium. Le PPS à haute teneur en fibres de verre, semblable à un miroir, remplace les pièces métalliques galvanisées. Les plastiques recyclés (PP/PS/ABS…), respectueux de l'environnement et performants, remplacent les nouveaux matériaux et sont conformes à la norme américaine EPEAT (Electronic Product Environmental Assessment Tool).
(2) Réduire la quantité tout en maintenant la force
Les pièces internes des appareils électroménagers utilisent des matériaux de structure en mousse microporeuse (PP/ABS/PS, etc.). Les matériaux d'impression 3D (FDM/SLA/SLS) sont utilisés pour le prototypage rapide des appareils électroménagers afin de réduire les coûts de R&D. La conception de la structure du produit est optimisée grâce à la CAO/IAO, améliorant la conception des pièces internes et externes des appareils électroménagers et réduisant l'utilisation de matériaux.
(3) Intégration de la chaîne industrielle : les fabricants pétrochimiques personnalisent les plastiques modifiés
Les fabricants pétrochimiques coopèrent avec des entreprises modifiées pour personnaliser des matériaux spécifiques tels que l'ABS/PS/PP brillant, l'ABS/PS/PP transparent et le PA6/PA66 auto-ignifugé, le nylon à longue chaîne, l'ASA.
6. Solutions de modules de matériaux économes en énergie et à faible teneur en carbone
(1) Nouveaux matériaux fonctionnels bas carbone
Le faible taux de carbone est devenu une tendance incontournable dans le développement des appareils électroménagers. Les matériaux biodégradables et leurs alliages (amidon, PLA) sont utilisés pour l'emballage des appareils électroménagers ou des pièces non structurelles. Les matériaux renforcés de fibres naturelles (PP) peuvent remplacer les matériaux renforcés de fibres de verre. Le polypropylène à haute résistance à la chaleur et à haute rigidité peut remplacer le PS/ABS/PA, comme dans le cadre PS des climatiseurs. Le polypropylène a l'indice d'émission de carbone le plus bas (1.95) parmi les plastiques modifiés pour les appareils électroménagers, favorisant un développement à faible émission de carbone et une réduction des coûts.
(2) Matériaux fonctionnels économes en énergie et réduisant le bruit
Les matériaux élastomères thermoplastiques (PVC/TPV/TPE, etc.) sont utilisés pour l'étanchéité et l'amortissement des vibrations des composants des appareils électroménagers. Les ventilateurs à faible bruit utilisent des matériaux moussants microporeux pour augmenter la coaxialité et améliorer l'équilibre dynamique. Les coussinets d'amortissement des vibrations du compresseur utilisent des matériaux élastomères à amortissement élevé pour aider à réduire le bruit.
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