É bem conhecido que as propriedades da resina pura de alguns polímeros não são muito excelentes e, na sua maioria, não podem ser utilizadas diretamente. Eles precisam ser modificados para atender aos requisitos dos produtos. Quando falamos de plásticos modificados, o que exatamente foi modificado? Quais propriedades podem ser alteradas, como densidade, transparência, dureza, processabilidade, resistência e tenacidade? Neste artigo, iremos nos aprofundar nas oito principais direções da modificação do plástico e no impacto revolucionário dos plásticos modificados em eletrodomésticos.
Sumário:
Qual é a modificação dos plásticos?
Oito direções principais de modificação plástica
Potencial infinito de plásticos modificados em eletrodomésticos
Seis grandes tendências em plásticos modificados para eletrodomésticos
Qual é a modificação dos plásticos?
Simplificando, a modificação dos plásticos consiste em alterar as propriedades originais dos plásticos através de métodos físicos, químicos e outros, para aumentar ou melhorar as suas propriedades originais, tornando-os mais adequados para os produtos finais.
Oito direções principais de modificação plástica
Quando se trata de modificação, quais propriedades dos materiais são geralmente modificadas nos plásticos modificados? Em resumo, existem cerca de oito tipos:
Densidade
A alteração da densidade dos plásticos pode ser dividida em dois tipos: um é reduzir a densidade dos plásticos e o outro é aumentar a densidade dos plásticos, dependendo da escolha da aplicação final. Aqui, apresentamos principalmente os métodos para reduzir a densidade dos plásticos.
Redução da densidade plástica: De acordo com a fórmula do ensino médio M=ρV, isso significa que quando a densidade do material é reduzida, a massa também diminuirá sob a premissa de que o volume original do produto permaneça inalterado. Isso é comumente usado na redução de peso de aplicações finais, como automóveis. Os métodos comuns para reduzir a densidade dos plásticos incluem a adição de cargas leves ou resinas, mas a redução na densidade é relativamente pequena; outro método é a tecnologia de formação de espuma, que oferece uma faixa maior de redução de peso, mas é um pouco mais difícil.
Transparência
No que diz respeito à transparência dos plásticos, trata-se geralmente de utilizar a relação entre cristalinidade e transparência. A transparência dos plásticos está relacionada à cristalinidade dos produtos. Ao controlar as diferentes formas estruturais dos produtos, a sua transparência pode ser melhorada.
Para medir a transparência de um material, muitos indicadores de desempenho precisam ser considerados. Os indicadores comumente usados incluem: transmitância de luz, neblina, índice de refração, birrefringência e dispersão. Um bom material transparente exige que estes indicadores de desempenho sejam excelentes e equilibrados.
Os métodos comuns para alterar a forma cristalina incluem:
- Controlar a qualidade da cristalização, como o controle da forma cristalina, conteúdo de esferulita, tamanho do cristal e regularidade do cristal.
- Aumentar o índice de refração, principalmente pela adição de substâncias orgânicas ou inorgânicas de alto índice de refração que não afetam a transparência.
- Redução da birrefringência, que pode ser alcançada controlando a orientação durante o processamento, isto é, reduzindo o grau de orientação para diminuir a birrefringência.
- Adição de substâncias para melhorar a transparência dos plásticos, que se refere ao método de adição de pequenas substâncias moleculares a resinas transparentes para melhorar sua transparência. Este método pode aumentar a transmitância da luz e o índice de refração e reduzir a birrefringência.
- Adição de agentes nucleantes, que é o método mais eficaz para aumentar a transmitância de luz de resinas transparentes. Os agentes nucleantes são substâncias moleculares pequenas que podem promover a cristalização. Eles atuam como locais de nucleação na resina, mudando a nucleação homogênea para nucleação heterogênea, aumentando o número de núcleos no sistema cristalino, aumentando o número de microcristais, reduzindo o número de esferulitas, refinando assim o tamanho do cristal e melhorando a transparência da resina .
- Adição de substâncias inorgânicas de alto índice de refração
- Adição de substâncias que podem reduzir a birrefringência
- Adicionando agentes antiembaçantes
Dureza e flexibilidade
Dureza
A alteração da dureza dos plásticos envolve a modificação tanto da dureza superficial quanto da dureza geral, geralmente pela adição de aditivos duros ao plástico, geralmente cargas inorgânicas rígidas.
Dureza superficial: Isto melhora apenas a dureza superficial dos produtos plásticos, enquanto a dureza interna permanece inalterada. É um método de baixo custo usado principalmente para materiais decorativos e necessidades diárias. Os principais métodos incluem revestimento, galvanização e tratamento de superfície.
Dureza geral: Isto geralmente é conseguido misturando plásticos, isto é, misturando resina de baixa dureza com resina de alta dureza para aumentar a dureza geral.
As resinas de mistura comumente usadas incluem: PS, PMMA, ABS e MF. As resinas que precisam principalmente de modificação incluem os tipos PE, PA, PTFE e PP.
Flexibilidade
A flexibilidade geralmente é alterada pela adição de plastificantes. A principal função dos plastificantes é melhorar a processabilidade da resina, ou seja, diminuir a temperatura de processamento e melhorar a fluidez do processamento. Contudo, a sua adição às resinas relevantes também pode conferir flexibilidade aos produtos. As resinas adequadas para melhoria da flexibilidade com plastificantes incluem: PVC, PVDC, CPE, SBS, PA, ABS, PVA e poliéter clorado.
Processabilidade
Melhorar a processabilidade dos plásticos geralmente envolve: aumentar a temperatura de decomposição térmica da resina; redução da temperatura de fusão da resina; melhorando a fluidez do processo da resina; e melhorando as características de fusão da resina.
Os métodos de modificação comuns incluem a adição de agentes modificadores, plastificantes e lubrificantes. Os plastificantes podem aumentar a plasticidade dos polímeros. O papel dos lubrificantes é reduzir o atrito entre os materiais e entre o material e a superfície do equipamento de processamento. Isto ajuda a diminuir a resistência ao fluxo do fundido, diminuir a viscosidade do fundido, melhorar a fluidez do fundido, evitar que o fundido adira ao equipamento e aumentar a suavidade da superfície dos produtos.
Potencial infinito de plásticos modificados em eletrodomésticos
Com o desenvolvimento da tecnologia de modificação de plásticos e a melhoria dos padrões de vida das pessoas, a aplicação de plásticos modificados na indústria de eletrodomésticos tornou-se cada vez mais difundida. Os plásticos modificados são usados em utensílios de cozinha, produtos de higiene pessoal e muito mais.
Tomando como exemplo pequenos eletrodomésticos, os produtos comuns incluem panelas de pressão elétricas, fogões de indução, máquinas de macarrão, máquinas de fazer pão no vapor, máquinas de leite de soja, processadores de alimentos, espremedores de suco, chaleiras elétricas, secadores de cabelo, alisadores, barbeadores e muito mais. Estes pequenos eletrodomésticos entram frequentemente em contacto com os utilizadores, são propensos a desgaste, são regularmente expostos a água, óleo e sal, o que pode causar corrosão, são utilizados a altas temperaturas, o que pode causar envelhecimento, e são frequentemente expostos à luz, que pode levar à descoloração e perda de brilho. Portanto, os materiais utilizados precisam ter forte apelo estético, boa resistência a riscos, ser de fácil processamento e oferecer boa relação custo-desempenho. Como aplicar razoavelmente materiais plásticos modificados para reduzir o custo de pequenos eletrodomésticos e, ao mesmo tempo, garantir a qualidade do produto é uma das formas importantes de os produtos ocuparem o mercado.
Principais escolhas de plástico para pequenos eletrodomésticos comuns
- Forno de micro-ondas
Os componentes de plástico incluem principalmente peças externas como o revestimento externo, base, alça, botões, etc., que exigem resistência ao calor. Os materiais utilizados incluem ABS resistente ao calor, HIPS retardador de chama, PP resistente ao calor, liga de PC/ABS, etc.
- Panela de arroz
Os componentes plásticos incluem principalmente peças externas como o revestimento externo, base, tampa, alça, interruptor, etc., que requerem resistência ao calor. Os tipos de plástico selecionados incluem ABS sem spray e PP de alto brilho.
- umidificador de ar
Os materiais utilizados incluem ABS tingido, materiais não pulverizados, peças transparentes (PC, GPPS), PP de alto brilho.
Principais materiais para peças externas
ABS tingido: Resistente ao calor, alto brilho superficial, dimensionalmente estável, fácil de processar e facilmente pulverizável. Pode ser feito em cores diferentes conforme necessidade.
PP com enchimento: Baixo custo, boa fluidez, dimensionalmente estável e fácil de processar.
Material de computador: Alta resistência, resistência a altas temperaturas e boa transparência.
Liga de PC/ABS: Resistente ao calor, bom brilho superficial, dimensionalmente estável e fácil de processar.
Principais materiais para peças decorativas
Materiais transparentes: ABS transparente, PMMA, PC, etc.
Materiais de galvanoplastia: ABS de grau de galvanoplastia.
Materiais não pulverizados: ABS sem spray de alto brilho, AS sem spray, PC/ABS sem spray, PP sem spray.
Os materiais não pulverizados apresentam alto brilho, cores metálicas, boa processabilidade, cores brilhantes, boa fluidez e resistência a arranhões.
Seis grandes tendências em plásticos modificados para eletrodomésticos
1. Solução de módulo de cores de aparência
Eletrodomésticos coloridos tecnologicamente avançados, modernos e personalizados tornaram-se uma tendência inevitável no desenvolvimento atual. As principais soluções incluem:
(1) Uso de materiais vívidos, de alto brilho e resistentes a arranhões, etc.
– Os materiais têm cores mais ricas, como preto brilhante, vermelho roxo, verde suave, vermelho brilhante, azul oceano, etc.
(2) Série sem spray – Cores peroladas e metálicas, etc.
– Permite que produtos plásticos obtenham efeitos metálicos como branco prateado, ouro luxuoso, cinza prateado, etc., sem a necessidade de pulverização ou galvanoplastia.
(3) Outros efeitos especiais – Mármore, cores fluidas de cristal, etc.
– Consegue um efeito de mármore ou granito na cor dos produtos plásticos.
2. Solução de módulo de material de segurança
Os dispositivos de segurança tornaram-se o elemento básico do desenvolvimento atual.
(1) Materiais altamente retardadores de chama, materiais livres de halogênio e com baixo teor de fumaça
Por exemplo, materiais PP/ABS/PS sinérgicos de bromo-fósforo com baixo teor de fumaça e alto retardador de chama ou materiais PP/ABS/PS/PBT retardadores de chama sem halogênio e com baixo teor de fumaça são usados para peças internas ou externas, como caixas de motor de refrigeradores, condicionadores de ar e máquinas de lavar para atender aos requisitos de 1.5 mm 5VA, GWIT850 ℃ e assim por diante.
(2) Materiais de alto desempenho
PP/ABS/PS coloridos antiestáticos permanentes, etc. são usados em refrigeradores, condicionadores de ar e caixas de máquinas de lavar, etc.; ABS / PP / PA / PBT com alto retardador de chama e alto rastreamento de vazamento, etc. são usados em peças de controle eletrônico; PP/ABS/PS/PBT condutivo, etc. são usados em peças funcionais internas. Esses materiais atendem aos requisitos de antiestático permanente branco 109, alto valor CTI (600V), etc.
3. Soluções de módulos de materiais leves
É uma tendência inevitável que os produtos leves sejam estendidos dos automóveis aos eletrodomésticos.
(1) Plástico em vez de vidro, materiais altamente transparentes e rígidos
Materiais de alta transparência como PP/ABS/PMMA/PETG/PES/PSF são usados em componentes como janelas de observação. Ao mesmo tempo que garantem a transparência, estes materiais também cumprem os requisitos de higiene alimentar ou de resistência/resistência a riscos.
(2) Plástico em vez de aço, resistência rígida, materiais de estabilidade dimensional de alta dureza
Materiais com alto teor de fibra de vidro (>50%) e alta resistência, bem como materiais reforçados com fibra de vidro longa (LFT-PP/PA), são utilizados em peças estruturais técnicas de refrigeradores, condicionadores de ar, máquinas de lavar, etc. materiais de engenharia especiais reforçados com fibra (PPS/PEI), etc., são usados para peças resistentes ao desgaste. Esses materiais atendem aos requisitos de alta resistência, alta resistência ao desgaste, resistência à água fervente e resistência à temperatura em componentes estruturais. Além disso, os materiais espumantes microporosos podem reduzir significativamente o peso dos plásticos usados em eletrodomésticos, mantendo a mesma resistência, e não apresentam deformações ou marcas de encolhimento, oferecendo maior resistência e processabilidade.
4. Soluções de módulos de materiais saudáveis
O conceito de saúde tornou-se moda no desenvolvimento de eletrodomésticos.
(1) Materiais antibacterianos/antimofo
Incorporando masterbatch antibacteriano composto inorgânico ecológico ou agentes antibacterianos orgânicos de alto polímero, esses materiais atendem aos requisitos antibacterianos sem introduzir poluição secundária (como íons Ag, As) e podem ser usados em partes internas ou externas de refrigeradores, condicionadores de ar, máquinas de lavar, etc.
(2) Materiais não tóxicos e ecológicos
Use materiais voláteis com baixo teor de VOC (como PP/PS/ABS) para componentes internos e externos de eletrodomésticos; use materiais de elastômero sem plastificante (TPE/TPV) para vedações e juntas de portas. Além disso, os requisitos padrão para VOCs em eletrodomésticos estão sendo avançados.
(3) Materiais de adsorção ecológicos
Os componentes internos e externos dos eletrodomésticos podem ser equipados com:
- Materiais de adsorção PM2.5, como enchimento de pedra viscoelástica
- Materiais de adsorção de formaldeído, incorporando cargas de silício ativado ou óxido de alumínio
- Materiais que liberam íons negativos
5. Soluções de módulos de materiais de baixo custo
O baixo custo tem sido a necessidade urgente para o desenvolvimento de eletrodomésticos.
(1) Materiais funcionais novos e baratos
São usados materiais de poliolefina baratos, como PP de alto brilho para substituir o ABS e ABS/PVC para substituir o ABS retardador de chamas. As peças funcionais usam plástico em vez de aço, cobre, vidro ou alumínio. O PPS com alto teor de fibra de vidro semelhante a um espelho substitui peças metálicas galvanizadas. Plásticos reciclados ecológicos e de alto desempenho (PP/PS/ABS, etc.) substituem novos materiais e estão em conformidade com a EPEAT (Ferramenta de Avaliação Ambiental de Produto Eletrônico) dos Estados Unidos.
(2) Reduzir a quantidade enquanto mantém a força
As peças internas de eletrodomésticos utilizam materiais de estrutura de espuma microporosa (PP/ABS/PS, etc.). Materiais de impressão 3D (FDM/SLA/SLS) são usados para prototipagem rápida em eletrodomésticos para reduzir custos de P&D. O projeto da estrutura do produto é otimizado através de CAD/CAE, melhorando o projeto de peças internas e externas de eletrodomésticos e reduzindo o uso de materiais.
(3) Integração da cadeia industrial: fabricantes petroquímicos personalizam plásticos modificados
Os fabricantes petroquímicos cooperam com empresas modificadas para personalizar materiais específicos, como ABS/PS/PP de alto brilho, ABS/PS/PP transparente e PA6/PA66 auto-retardador de chama, náilon de cadeia longa, ASA.
6. Soluções de módulos de materiais com baixo teor de carbono e economia de energia
(1) Novos materiais funcionais de baixo carbono
O baixo carbono tornou-se uma tendência inevitável no desenvolvimento de eletrodomésticos. Materiais biodegradáveis e suas ligas (amido, PLA) são utilizados em embalagens de eletrodomésticos ou peças não estruturais. Materiais reforçados com fibra natural (PP) podem substituir materiais reforçados com fibra de vidro. O polipropileno de alta resistência ao calor e alta rigidez pode substituir o PS/ABS/PA, como na estrutura PS dos condicionadores de ar. O polipropileno tem o menor índice de emissão de carbono (1.95) em plásticos modificados para eletrodomésticos, apoiando o desenvolvimento de baixo carbono e a redução de custos.
(2) Materiais funcionais que economizam energia e reduzem ruído
Materiais elastômeros termoplásticos (PVC/TPV/TPE, etc.) são usados para vedação e amortecimento de vibrações em componentes de eletrodomésticos. Ventiladores de baixo ruído usam materiais de espuma microporosos para aumentar a coaxialidade e melhorar o equilíbrio dinâmico. As almofadas de amortecimento de vibração do compressor usam materiais de elastômero de alto amortecimento e absorção de choque para ajudar a reduzir o ruído.
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