Des bases aux percées: la logique scientifique de la modification de la résistance à haute température PP
La résistance à la chaleur du PP pur est limitée par la région amorphe dans sa structure semi-cristalline. Lorsque la température s'approche de la température de transition du verre (d'environ -10 ° C à 20 ° C), les segments de la chaîne moléculaire commencent à se déplacer violemment, provoquant un adoucissement du matériau. Le noyau du projet de modification est de construire un système de double défense: d'une part, un renforcement physique est utilisé pour limiter le mouvement des chaînes moléculaires, et d'autre part, la stabilisation chimique est utilisée pour retarder la dégradation oxydative thermique. Par exemple, la température de déformation de la chaleur des matériaux composites PP avec 30% de fibres de verre ajoutées peut passer de 100 ° C de PP pur à plus de 160 ° C. Les fibres de verre forment une structure de maillage tridimensionnelle pendant le traitement de la fusion, tout comme l'implantation d'un "squelette en acier renforcé" dans la matrice en plastique. Même à des températures élevées, ces fibres rigides peuvent efficacement inhiber le glissement et le fluage de PP PLIFICATION ENGINEERING PLASTIQUES . Encore plus intelligemment, certains schémas de modification utilisent la technologie de traitement de surface pour enrober la couche externe des fibres de verre avec des agents de couplage de silane, afin qu'ils soient liés chimiquement à la matrice PP, améliorant davantage la résistance de la liaison interfaciale.
Jeu et intégration de plusieurs voies techniques
Dans la pratique industrielle, la modification de la résistance à la température élevée n'est pas un spectacle à un seul homme d'une seule technologie, mais une symphonie de moyens multiples. Prenant le collecteur d'admission automobile comme exemple, les pièces métalliques traditionnelles sont lourdes et faciles à corroder. Lorsque la solution d'alliage PP / PA est adoptée, le point de fusion élevé du nylon (point de fusion PA66 265 ° C) et la fluidité de traitement de PP se complètent. Grâce à une technologie de vulcanisation dynamique, les particules de PA réticulées de taille micron sont dispersées dans la matrice PP, qui non seulement conserve l'efficacité de moulage par injection de PP, mais maintient également le matériau suffisamment rigide à 140 ° C. La technologie de nanocomposite de pointe plus de pointe tente d'introduire des silicates en couches. Lorsque les flocons de nanoclay sont dispersés dans la matrice PP sous une forme exfoliée, seulement 5% de la quantité d'addition peut augmenter la température de déformation de la chaleur de 30 ° C. Cet «effet nano» provient de la barrière tortueuse des flocons d'argile vers le chemin de diffusion du gaz, qui retarde considérablement le processus de vieillissement d'oxydation thermique.
Évolution de la performance sous vérification rigoureuse
Le scénario d'application réel teste le matériel bien au-delà des conditions de test de laboratoire. Le cas de développement d'un pipeline de turbocompresseur d'une entreprise automobile allemand est assez représentatif: sous une température de fonctionnement de 140 ° C et une pression d'impulsion de 0,8 MPa, les matériaux PP ordinaires ne peuvent durer que 500 heures avant l'apparition des fissures, tandis que le matériau PP spécial avec une modification composite de renforcement de la fibre de verre a réussi à passer le test dynamique de la dynamique 3000 heures. Cela est dû à la combinaison spéciale de stabilisateurs d'éclairage amine entravés et d'inhibiteurs de cuivre dans la formule, qui capturent les radicaux libres comme les "protèges moléculaires" et coupé la réaction en chaîne d'oxydation thermique. Les données de test tierces montrent qu'après 1000 heures de vieillissement thermique à 150 ° C, le taux de rétention de résistance à la traction du PP modifié dépasse 85%, ce qui est presque doublé par rapport aux matériaux non modifiés. Cette stabilité est particulièrement critique dans la coquille de batterie de nouveaux véhicules énergétiques - les matériaux composites PP ignifuges doivent non seulement passer la certification UL94 V-0, mais également résister à un impact à haute température à court terme de 300 ° C au moment de l'effondrement thermique de la batterie. À l'heure actuelle, le retardateur de flamme intumescent dans le matériau formera rapidement une couche de carbone dense pour isoler l'oxygène et le transfert de chaleur.
Future Battlefield: de l'amélioration des performances à l'innovation du système
Avec la vulgarisation des plates-formes à haute tension de 800 V et des systèmes d'entraînement électrique intégrés, les exigences de résistance à la température des automobiles pour les plastiques d'ingénierie se déplacent de 150 ° C au seuil de 180 ° C. Cela a engendré une stratégie de modification plus perturbatrice: la technologie "polymérisation in situ" développée par une entreprise de matériaux japonaise greffe directement les groupes d'anhydride maléique sur la chaîne moléculaire PP pour former une liaison covalente avec la fibre de carbone. Ce composite de niveau moléculaire permet à la température de déformation thermique du matériau dépasser 190 ° C. Dans le même temps, la recherche et le développement d'agents bio-résistants à la chaleur réécrivent les règles de l'industrie des antioxydants naturels-polyphénol extraits de la lignine non seulement ont la même efficacité anti-âge que le BHT traditionnel, mais réduisent également 62% des émissions de gaz nocives pendant la combustion. Ce qui est plus digne d'attention, c'est la pénétration de la technologie numérique. Un laboratoire européen a utilisé un algorithme d'apprentissage automatique pour filtrer le rapport de composé ternaire en fibre de fibre / mica / carbone / carbone de carbone en seulement trois mois, comprimant le cycle de développement de la formule traditionnel qui nécessite plusieurs années d'itération de 80% .
