מבוא לפולימר Additives for and Marching Resistance

בנוף התחרותי של מוצרי הצריכה, מראה פני השטח הוא לעתים קרובות התכונה הראשונה של הקונה הודעות - ואת הראשון להראות ללבוש. מקרה טלפון חכם מגובה על ידי מפתחות, דלת מקרר שבסיסה צעצוע של ילד, או מכסה מחשב נייד כי מאבד את הבוהק שלו לאחר כמה חודשים תרמיל כל מייצגים כשלים במדעי החומרים.

השוק של תוספים אלה גדל במהירות כמו ציפיות הצרכנים לעלות מחזורי חיים המוצר מקצרים.על פי דו"ח של ההרחבה:0Marketsand MarketsssherFLT:1, שוק התוספים הגלובליים של פולימרים צפוי להגיע 56.2 מיליארד דולר עד 2026, עם שריטות והתנגדות מרעיש מייצגת פלח משמעותי.

הבנה ו Mar Resistance

לפני חקר תוספים, חשוב להבחין בין שריטות לבין מגורש:0scratchigtureFLT:1 הוא עיוות משטח צר ועמוק שנגרם על ידי אובייקט חד-מסוג, לעתים קרובות וכתוצאה מכך נראה גרף גלוי.FLT:2 MarringFLT 3: מתייחס משטח אסתטי רחב יותר, רדודה, שינויים כי הפרעה חדה, מרקם, או בהכרח הסרת מנגנונים חומריים שונים, אך הם זקוקים להורדת חומר משקף על ידי חומר משקף.

(ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

החשיבות של תכונות אלה משתרעת מעבר לקוסמטיקה. באלקטרוניקה, תצוגה מגרדת או דיור יכול לפשרה עמידות מים או יושרה מבנית. בפנים הרכב, המרה על משטחים לוחיים יכולה לגרום לזוהר או להקשות על ניקוי.עבור אריזה, שריטות יכול להפוך נקודות ריכוז הלחץ שמובילות לפצח. יצרנים לטפל בגרדות והתנגדות כנדרש פונקציונלי, לא רק בחירה קוסמטית.

סוגים של תוספות פולימר עבור חיזוק התנגדות

תוספות נבחרו על בסיס פולימרים הבסיס (polypropylene, ABS, פוליקרבונט וכו '), איזון הנכס הרצוי, ואת שיטת העיבוד (עיצב דפוס, חדירה וכו '). כאן אנו בודקים את הקטגוריות העיקריות.

שינוי השפעה

(הופנה מהדף "ההשפעה" (ה"מ) היא "החזקה" (ה"מ) של ה"התב" (ה"מ) של ה"התב" (ה"מ) היא פחות סבירות לפצח או ליצור שריטות עמוקות, אך יש צורך בעצימות של פוליאת'יל (CPE), ו-"ד"ד"ד) ב-"ד-"מ"ד-"מ"מ"מ"ל-"ל-"מ"מ"ל-"מ"מ"מ"מ"מ"ל-"מ"מ"ל-"מ"מ"ל.

UV Stabilizers

קרינת אולטרה סגול גורמת לצילום-חמצן בפולימרים רבים, לשבור את השרשראות המולקולריות וליצור משטח מתפתל, גירשי, רגיש יותר לשרטוט ולרדינג.UV מייצבים - כגון FLT:0hindered משככי אור פחמן (HALS) ללא חומרים מגנטיים (HALS) LT:1 ו-FLT:2benzoonessssssssssuad UVFLT 3) LT3 - 3, 000 - 4 ייצוב של חומרים מסוכנים, 000 ייצוב של חומרים מסוכנים, 000 ייצוב של מזון מגנטיים או מגנטיים, 000 ייצוב של חום-FLT5 ייצוב של מזון מגנטיים, 000 ייצוב של ייצוב חומרים מסוכנים (L)

סוכני סלייפ ואנטי-רצח

(ה) הפחתה של חיכוך על פני כדור הארץ מורידה את הלחץ של ה-hear המועבר במהלך מגע, ובכך למנוע שריטות עמוקות וצמצום של מזחלות נפוצות (Commonparting) כולל FLT:0erucamideFLT:1, FLT:2oleemird hydrodation) ו-FLT:4stearearearthal: 5 - חומציות שומן הם אלה אשר הם אלה אשר ניתן להוסיף ל-Flyigicialigicial (Fer) לאחר עיבוד פנימי.

ריצוף ומלאים

(ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

גישה חדשה יותר היא השימוש בציפוי הציפוי של עצמם:0 (הראשונה) מבוסס על רשתות פולימרים בלתי הפיכות.

כיצד תוספות עבודה: מכניזם של גרד ומרד התנגדות

הבנת המנגנונים הפיזיים מסייעת לבחור את התוסף הנכון עבור יישום מסוים.שלוש מנגנונים עיקריים נמצאים במשחק:

משטח Harding

על ידי הגדלת מודלוס הגמישות וגידול מתח התשואות של שכבת פני השטח, החומר מתנגד חדירה תחת עומסים רגילים.זה מושג על ידי ננופלרים, ציפויים קשים, או סוכני crosslinking. משטח קשה יותר גם להפחית את עומק שריטות עבור כוח נתון.עם זאת, קשיחות טהורה יכולה להוביל לערעור; לכן, שילוב עם קשיחות הוא לעתים קרובות נחוץ.

המונחים: mitd

סוכני Slip וציפוי חיכוך נמוך להפחית את הכוח ה טנגנטי המועבר לפולימר במהלך שחיקה. חיכוך נמוך פירושו פחות מתח הרהר בשלב מגע, אשר מפחית את הסבירות של מדמיע או נפיחות חומרית.בפולימרים רבים, את האפקטיביות של חיכוך (COF) ניתן להפחית מ -0.5 עד <0.2 עם תוספים מתאימים, ירידה דרמטית.

דיסיפוציה באנרגיה באמצעות אסטנסיות וקשיים

מאמתים משפיעים ותוספים אלסטומריים מאפשרים לפולימר לספוג אנרגיה קינטית באופן גמיש ולהיאושש.עבור מגעים קלים שיגרמו למרמרון בפולימרומרי קשיח, עיוותים חומריים מחוסנים ומעייןים בחזרה ללא נזק קבוע.מנגנון זה חשוב במיוחד ביישומים כמו מקלעי רכב או צעצועי ילדים שבהם צפוי מגע חוזר.

בפועל, מערכות תוספים רבות משלבות מנגנונים אלה. ניסוח בעל ביצועים אופייניים עבור כיסא פוליפרופילן עשוי לכלול 10% elastomer elastomer (מדגם בפועל), 5% ננו-סיליקה (Hardness), ו-0.2% erucamide (slip).

אזורי יישומים ב- Consumer Goods

הגמישות של תוספי פולימרים פירושה שהם מופיעים כמעט בכל קטגוריה של מוצרי צריכה.למטה הם פלחים מרכזיים עם דוגמאות:

מכשירים חשמליים ונייד

מקרים סמארטפונים, טבליות אחוריים, כיסויי מחשב ולהקות smartwatch נהנים כל פולימרים עמידים בגרד. פוליקרבות פולימרים פולימרים פולימרים פולימפטיים /ABS עם ננו-סיליקה ו-UV מייצבים נפוצים.לדוגמה, הזכוכית של Apple מחזירה משתמשת חמצון לאנודי עבור התנגדות שריטות, אבל מסגרת פולימר משתמשת בתערובת קניינית של השפעה ממוחשבת של PC עם סוכנים.

Home Appliances & Kitchenware

קווי קירור, לוחות דלת מיקרוגל, ומכלים לאחסון מזון עשויים מחומרים המתנגדים לשרטוט ממתכת או כלי ניקוי. Polypropylene עם ממלאי טלק ו ethylene-acrylic השפעה מודולים הוא טיפוסי.Kware מטפל לעתים קרובות להשתמש פולימיד עם PTFE lubricant כדי להפחית את המריחים מ abrasives.

אריזה

אריזה transud עבור קוסמטיקה, אלקטרוניקה, או מוצרי יוקרה חייב להישאר ברור וחופש של שריטות כדי לשמר אסתטיקה. Acrylic (PMMA) עם ציפויים קשיחים מאויש UV או פוליקרבונט עם פוליסולוקסane העליון משמשים לעתים קרובות. Blister Packs לעתים קרובות כוללים שכבת פוליקרבונט דק כי מתנגד שריטה במהלך המשלוח.

בתי מלון ב-Commonents

לוחות דשורד, משולשי דלתות וקונסולות מרכז כפופים ליצירת קשר קבוע מטבעות, זפרים, ניקוי בדים. חומרים כמו פוליפרופירן ו- ABS מורכבים עם מחסנים של סיליקה, ייצוב אולטרה סגול, וסוכנים להחליק כדי לעמוד בסטנדרטים OEM.לדוגמה, ניסוחים פלסטיים פנימיים של פורד דורשים קשיחות מינימלית של 2H ו COF מתחת 0.3.

ספורט טוב וציוד חיצוני

Helmets, גמגלגים, בקבוקי מים וציוד מגן צריכים לשרוד שריטות מן עפר, חול, והשפעה. Polycarbonate עם תוספת קשיחה או acrylic מבוסס תוספת נפוצה.לדוגמה, עדשות עמידות מאפס נעשות מפוליקרבונט עם שכבת פוליקסיד.

יתרונות והשפעה אמיתית

יישום תוספים אלה מספק הטבות למדידה על פני מחזור חיי המוצר:

  • (FLT:0) מוצרים ארוכים: ההרחבה 1 (Extended Product Longevity:: ⁇ FLT:1) מוצרים שומרים על מראה ותפקוד ארוך יותר, צמצום תביעות החזרה ותביעות אחריות. מחקר שנערך על ידי BASF מצא כי הוספת תוספת מסוימת של תוספת שריטה למקרר הרחיבה את החיים הקוסמטיים ב -300% בסימולציה של 3 שנים.
  • (FLT:0)Brand Perception ו- Premiumization:031) A Surface Deting מציין איכות וטיפול, המאפשר למותגים להציב מוצרים בנקודות מחיר גבוהות יותר.בסקר צרכנים, 78% מהנשאלים אמרו כי הם משלמים יותר עבור מקרה טלפון שלא הבטיח שום שריטות גלויות לאחר שישה חודשים.
  • (FLT:0)השפעת הסביבה: FLT:1 מוצרים ארוכי טווח משמעות פחות תחליף, הורדת צריכת חומרית ופסולת. תוספי משקל אור (למשל, ננו-קלידי) יכולים גם להפחית את כמות פולימר הדרושה לאותו ביצועים מבניים.
  • (FLT:0)עיצוב החירות: יצרניות היצרנים יכולים להשתמש בדל, צורות קלות יותר תוך שמירה על התנגדות שריט.זה חשוב במיוחד בתחום הרכב והאלקטרוניקה, שבו ירידה במשקל היא עדיפות.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ : 1 מ' 1 מ' משטחים עמידים על פני השטח קל יותר לנקות כי הם לא לפתח מרקם מיקרו-גרם המלוכד עפר.

עם זאת, ניסוח זהיר נדרש כדי למנוע את הבזקים כגון האזה מוגברת בחלקים שקוף, מופחת כוח השפעה בטמפרטורות נמוכות, או בעיות שחרור עובש. שיתוף פעולה בין ספקים ומעבדים הוא מפתח.

אתגרים ושיקולים

בעוד תוספי פולימר מציעים יתרונות ברורים, יש לטפל כמה אתגרים:

תאימות ואכזבות

ממלאים רבים, במיוחד ננומטריים, נוטים להתגאומליות במהלך הפיזור המורכב.הפיזור המסכן יוצר נקודות חלשות שדווקא מפחיתות את התנגדות השריטה.

עיבוד Stability

כמה תוספים מידרדרים בטמפרטורות עיבוד (למשל, erucamide יכול לייעל מעל 250 מעלות צלזיוס) מעבדים חייבים לבחור תוספים עם יציבות תרמית התאמת התנאים עובש או extrusion. עבור מפלסטיקים הנדסיים עתירי זמן גבוה כמו PEEK, סוכנים חלקלק המבוססים על פלואוסטרואידים הם מועדפים.

מינוף מספר נכסים

הגדלת קשיות מאפס לעתים קרובות להפחית את עוצמת ההשפעה.לדוגמה, הוספת 20% פחמן סידן פוליפרופילן יכול להכפיל את קשיחות פני השטח אבל להפחית את ההשפעה לא צפויה על ידי 40%.הנוס האחרון חייב להיות מותאם עבור מקרה העומס הספציפי - צעצוע לתינוק צריך השפעה ההתנגדות, בעוד גוף מצלמה לפני שגרד קשיחות.

לחץ אחריות וקיימות

סחורות צרכניות שנמכרו באיחוד האירופי חייבות לציית לתקנות REACH, להגביל תוספים מסוימים כמו כמה phthalates או משככי איברים.בנוסף, דרישה לחומרים המבוססים על ביו ומחזוריים דוחפת את הפיתוח של תוספי מקורות מתחדשים (למשל, מילויים מבוססי צלולוז, סוכנים של חלקלקים ביולוגיים).

בדיקות וסטנדרטים עבור גרד ומאר התנגדות

הפחתת יעילות של שריטות ותוספים ממר דורש בדיקות סטנדרטיות.שיטות מפתח כוללות:

מבחן הפין (ASTM D3363 / ISO 15184)

קבוצה של עיפרון מכווצים עם קשיחות משתנה (6B עד 9H) הם מלחיצה על זווית 45 מעלות על פני השטח.העיפרון הקשה ביותר שאינו גורם שריטה קבועה מגדיר את דירוג הקשידות. אלקטרוניקה צרכנית לעתים קרובות לכוון H-3H, בעוד פנים רכב עשוי לדרוש 2H-4H.

מבחן טבילה (ASTM D4060 / ISO 9352)

גלגל רוטט מסתובב מוחל תחת עומס ידוע עבור מספר קבוע של מחזורים.הירידה במשקל או שינוי ב מבריק נמדד.מבחן זה מדמה ללבוש ארוך טווח והוא נפוץ עבור רצפות וחומרים פנימיים של רכב.

מבחן ראג' מאר התנגדות (ISO 19252 / ASTM D7027)

סטיילוס עם רדיוס קצה מוגדר נמשך על פני השטח תחת עומס רגיל עד שריטה גלויה או ממר מתרחשת.העומס הקריטי הוא הקלטה. שיטה זו מספקת סף כמותי והוא משמש לעתים קרובות בפיתוח.

מבחן החזרה

לאחר פרוטוקול שחיקה מוגדר, הבוהק בזווית 60 מעלות נמדד ומשווה לערך המקורי.דירוג של 80% שימור או גבוה יותר נחשב מצוין עבור מוצרי הצריכה.

יצרנים צריכים לבחור בדיקות המחקות שימוש בעולם האמיתי.לדוגמה, מקרים של טלפונים חכמים נבדקים באמצעות "מבחן שריטה מפתח" שבו מפתח פליז או פלדה נגרר על פני השטח בכוח שצוין.

מגמות וחדשנות עתידיים

הדור הבא של שריטה והתנגדות ממר יונע על ידי ננוטכנולוגיה, קיימות וחומרים פעילים.

ננוטכנולוגיה-Enhanced Additives

חלקיקים כמו silica (SiO2), אלומיניום (אל2O3), ו תחמוצת גרפן ניתן מפוזרים בריכוזים נמוכים (<5%) כדי ליצור אפקט "גדר כרטיס" אשר מגדיל באופן דרמטי את המודולולים משטח ללא שקיפות הקרבה. מחקר באוניברסיטת אקרון הראה כי 2 גרף wt%ene oxide ב epoxy יכול להגדיל את ההתנגדות על ידי 70%.

המונחים: bio-based Additives

ננוקריסטלים (CNC) הנגזרים מ עץ pulp מציעים נוקשות גבוהה וצפיפות נמוכה. הם תואמים ציפויים מבוססי מים וניתן לשלב אותם לתוך נמסים פולימרים באמצעות מאסטרבטך.

מחיאות כפיים וחכמים

מיקרוcapsules המכילים סוכני ריפוי (למשל, dicyclopentadiene) מוטבע ציפוי יכול קרע כאשר שרטט, שחרור מונומרים כי פולימרנים כדי לאטום את הפגם.מערכות מתקדמות יותר להשתמש באג"ח דילס אלדר המאפשר מחזורי ריפוי מרובים כאשר מופעל על ידי חום או אור UV. בעוד עדיין בעיקר במעבדה, מוצרים מסחריים כמו autological self-heal-heal-heal-heal-heal-heal עבור המעיל פוטנציאל להוכיח את המעיל לאחר המעיל האפשרי.

שילוב ייצור

עם עליית מוצרי הצריכה המתוקשים 3D, תוספים יכולים להיות משולבים ישירות לתוך filaments. לדוגמה, ניילון-12 filament עם 3% nano-silica מראה חלקים מודפסים עם 50% התנגדות שריטה גבוהה יותר בהשוואה ניילון לא מתון.זה מאפשר התאמה אישית על ייצור לפי דרישה עם תכונות לפני השטח.

Digital Twin and AI-Driven Formulation

יצרנים חומרים משתמשים בלמידה של מכונה כדי לחזות את חבילת התוסף האופטימלית עבור פולימרים ויישומים נתון.על ידי האכלה נתונים מאלפי בדיקות שריטות, AI יכול להציע ניסוחים העומדים במטרות מרובות (קשה, קשיחות, עלות) בשבריר מהזמן.

מסקנה

תוספי פולימר עבור שריטות והתנגדות למתח התפתחו ממילויים פשוטים ועד מערכות רב-מכניות מתוחכמת שמגבירות הן עמידות והן את האיכות הנתפסת.מממתקני השפעה המונעים סדקים ל-Nano-fillers שיוצרים משטחים קשים יותר וסוכנים חלקיקים המפחיתים את החיכוך, כל תוספת ממלאת תפקיד ספציפי.כפי שציפי הצרכנים ממשיכים לעלות ולתגברות את הקיימות, פיתוחן העצמי, כלומר, אך ורק טכנולוגיות אלה יישארו יעילות יותר, אך הן יכולות להיות יעילות יותר, אך ורק טכנולוגיות אלה.

(ב) לקריאה נוספת, מומלץ להתייעץ עם החוברת הטכנית של ספקים גדולים כגון:0BASFREFLT 1 ו-FLT:2ClariantofLT 3: או לחקור את המחקר האחרון בכתב העת (FLT:4Progress in Polymer ScienceFLT:5).