1. Was ist ein/ePolymerVerarbeitungshilfsmittel? Welche Funktion hat es?
Antwort: Additive sind verschiedene Hilfschemikalien, die bestimmten Materialien und Produkten im Produktions- oder Verarbeitungsprozess zugesetzt werden müssen, um die Produktionsprozesse zu optimieren und die Produkteigenschaften zu verbessern. Bei der Verarbeitung von Harzen und Rohkautschuk zu Kunststoff- und Kautschukprodukten werden verschiedene Hilfschemikalien benötigt.
Funktion: ① Verbesserung der Prozessleistung von Polymeren, Optimierung der Verarbeitungsbedingungen und Steigerung der Verarbeitungseffizienz; ② Verbesserung der Produktleistung, Erhöhung ihres Wertes und ihrer Lebensdauer.
2. Welche Kompatibilität besteht zwischen Additiven und Polymeren? Was versteht man unter Sprühen und Schwitzen?
Antwort: Sprühpolymerisation – Ausfällung fester Additive; Schwitzen – Ausfällung flüssiger Additive.
Die Kompatibilität zwischen Additiven und Polymeren bezieht sich auf die Fähigkeit von Additiven und Polymeren, sich über einen langen Zeitraum gleichmäßig miteinander zu vermischen, ohne dass es zu Phasentrennung und Ausfällung kommt;
3. Welche Funktion haben Weichmacher?
Antwort: Durch die Schwächung der sekundären Bindungen zwischen Polymermolekülen, den sogenannten Van-der-Waals-Kräften, wird die Beweglichkeit der Polymerketten erhöht und ihre Kristallinität verringert.
4. Warum weist Polystyrol eine bessere Oxidationsbeständigkeit als Polypropylen auf?
Antwort: Das instabile H wird durch eine große Phenylgruppe ersetzt, und der Grund, warum PS nicht zur Alterung neigt, liegt darin, dass der Benzolring eine abschirmende Wirkung auf H hat; PP enthält tertiären Wasserstoff und neigt zur Alterung.
5. Was sind die Gründe für die instabile Erwärmung von PVC?
Antwort: ① Die Molekülkettenstruktur enthält Initiatorreste und Allylchlorid, welche funktionelle Gruppen aktivieren. Die endständige Doppelbindung verringert die thermische Stabilität. ② Sauerstoff beschleunigt die Entfernung von HCl während des thermischen Abbaus von PVC. ③ Das bei der Reaktion entstehende HCl wirkt katalytisch auf den Abbau von PVC. ④ Einfluss der Weichmacherdosierung.
6. Was sind, basierend auf den aktuellen Forschungsergebnissen, die Hauptfunktionen von Wärmestabilisatoren?
Antwort: ① Absorption und Neutralisierung von HCl, Hemmung seiner automatischen katalytischen Wirkung; ② Ersetzen instabiler Allylchlorid-Atome in PVC-Molekülen, um die Extraktion von HCl zu hemmen; ③ Additionsreaktionen mit Polyenstrukturen, die die Bildung großer konjugierter Systeme unterbrechen und die Verfärbung reduzieren; ④ Abfangen freier Radikale und Verhinderung von Oxidationsreaktionen; ⑤ Neutralisierung oder Passivierung von Metallionen oder anderen schädlichen Substanzen, die den Abbau katalysieren; ⑥ Es hat eine schützende, abschirmende und schwächende Wirkung auf ultraviolette Strahlung.
7. Warum ist ultraviolette Strahlung am schädlichsten für Polymere?
Antwort: Ultraviolette Wellen sind lang und stark und brechen die meisten chemischen Bindungen in Polymeren auf.
8. Zu welcher Art von synergistischem System gehört das intumeszierende Flammschutzmittel, und was ist sein Grundprinzip und seine Funktion?
Antwort: Intumeszierende Flammschutzmittel gehören zum synergistischen Phosphor-Stickstoff-System.
Wirkungsweise: Beim Erhitzen des flammhemmenden Polymers bildet sich auf dessen Oberfläche eine gleichmäßige Kohlenstoffschaumschicht. Diese Schicht weist aufgrund ihrer Wärmeisolierung, Sauerstoffisolierung, Rauchunterdrückung und Tropfhemmung eine gute Flammhemmung auf.
9. Was ist der Sauerstoffindex, und in welchem Zusammenhang steht die Größe des Sauerstoffindex mit der Flammschutzwirkung?
Antwort: OI = O₂ / (O₂ × N₂) × 100 %, wobei O₂ die Sauerstoff- und N₂ die Stickstoffdurchflussrate ist. Der Sauerstoffindex (OI) gibt den minimalen Volumenanteil an Sauerstoff an, der in einem Stickstoff-Sauerstoff-Gemisch erforderlich ist, damit eine Probe bestimmter Spezifikationen kontinuierlich und gleichmäßig wie eine Kerze brennt. Ein OI < 21 bedeutet, dass die Probe entzündbar ist, ein OI zwischen 22 und 25 weist selbstverlöschende Eigenschaften auf, ein OI zwischen 26 und 27 bedeutet, dass die Probe schwer entzündlich ist, und ein OI über 28 bedeutet, dass die Probe extrem schwer entzündlich ist.
10. Wie kommt es bei dem Flammschutzmittelsystem mit Antimonhalogeniden zu Synergieeffekten?
Antwort: Sb₂O₃ wird häufig für Antimon verwendet, während organische Halogenide üblicherweise für Halogenide eingesetzt werden. Sb₂O₃ wird hauptsächlich aufgrund seiner Wechselwirkung mit dem von den Halogeniden freigesetzten Halogenwasserstoff bei Halogeniden verwendet.
Das Produkt zersetzt sich thermisch zu SbCl₃, einem leichtflüchtigen Gas mit niedrigem Siedepunkt. Dieses Gas besitzt eine hohe relative Dichte und verbleibt lange in der Verbrennungszone, um brennbare Gase zu verdünnen, die Luftzufuhr zu unterbinden und Olefine zu blockieren. Zudem fängt es brennbare freie Radikale ab und unterdrückt so die Flammen. Darüber hinaus kondensiert SbCl₃ über der Flamme zu tröpfchenartigen Feststoffpartikeln, deren Wandwirkung die Wärme stark verteilt und die Verbrennungsgeschwindigkeit verlangsamt oder stoppt. Im Allgemeinen ist ein Verhältnis von 3:1 zwischen Chlor- und Metallatomen optimal.
11. Welchen Wirkungsmechanismen liegen Flammschutzmitteln laut aktuellem Forschungsstand zugrunde?
Antwort: ① Die Zersetzungsprodukte von Flammschutzmitteln bei Verbrennungstemperatur bilden einen nichtflüchtigen und nicht oxidierenden glasartigen Dünnfilm, der die Reflexionsenergie der Luft isolieren oder eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen kann.
② Flammschutzmittel zersetzen sich thermisch und erzeugen dabei nicht brennbare Gase, wodurch brennbare Gase verdünnt und die Sauerstoffkonzentration in der Verbrennungszone verringert wird; ③ Die Auflösung und Zersetzung der Flammschutzmittel absorbieren und verbrauchen Wärme;
④ Flammschutzmittel fördern die Bildung einer porösen Wärmedämmschicht auf der Oberfläche von Kunststoffen und verhindern so die Wärmeleitung und eine weitere Verbrennung.
12. Warum neigt Kunststoff bei der Verarbeitung oder im Gebrauch zu statischer Elektrizität?
Antwort: Da die Molekülketten des Hauptpolymers größtenteils aus kovalenten Bindungen bestehen, können sie weder ionisieren noch Elektronen übertragen. Bei der Verarbeitung und Verwendung der Produkte lädt sich das Polymer durch Kontakt und Reibung mit anderen Objekten oder mit sich selbst aufgrund der Aufnahme oder Abgabe von Elektronen auf. Diese Ladung kann durch Selbstleitung nur schwer wieder abgebaut werden.
13. Was sind die Merkmale der Molekularstruktur von Antistatika?
Antwort: RYX R: oleophile Gruppe, Y: Linkergruppe, X: hydrophile Gruppe. In ihren Molekülen sollte ein ausgewogenes Verhältnis zwischen der unpolaren oleophilen Gruppe und der polaren hydrophilen Gruppe bestehen, und sie sollten eine gewisse Kompatibilität mit Polymermaterialien aufweisen. Alkylgruppen oberhalb von C12 sind typische oleophile Gruppen, während Hydroxyl-, Carboxyl-, Sulfonsäure- und Etherbindungen typische hydrophile Gruppen darstellen.
14. Beschreiben Sie kurz den Wirkungsmechanismus von Antistatika.
Antwort: Erstens bilden Antistatikmittel einen leitfähigen, durchgehenden Film auf der Materialoberfläche. Dieser verleiht der Produktoberfläche eine gewisse Hygroskopizität und Ionisierung, wodurch der Oberflächenwiderstand verringert und die entstehenden statischen Ladungen schnell abgeleitet werden, um den antistatischen Effekt zu erzielen. Zweitens verleihen sie der Materialoberfläche eine gewisse Schmierfähigkeit, reduzieren den Reibungskoeffizienten und unterdrücken und verringern so die Entstehung statischer Ladungen.
① Externe Antistatika werden im Allgemeinen als Lösungsmittel oder Dispergiermittel mit Wasser, Alkohol oder anderen organischen Lösungsmitteln verwendet. Bei der Imprägnierung von Polymermaterialien mit Antistatika adsorbiert der hydrophile Teil des Antistatikums fest an der Oberfläche des Materials und absorbiert Wasser aus der Luft, wodurch eine leitfähige Schicht auf der Oberfläche des Materials gebildet wird, die eine Rolle bei der Beseitigung statischer Elektrizität spielt;
② Ein internes Antistatikum wird während der Kunststoffverarbeitung in die Polymermatrix eingemischt und wandert dann an die Oberfläche des Polymers, um dort eine antistatische Wirkung zu entfalten.
③ Bei einem Polymergemisch handelt es sich um ein permanentes Antistatikum, bei dem hydrophile Polymere gleichmäßig in ein Polymer eingemischt werden, um leitfähige Kanäle zu bilden, die statische Ladungen leiten und freisetzen.
15. Welche Veränderungen treten üblicherweise in der Struktur und den Eigenschaften von Kautschuk nach der Vulkanisation auf?
Antwort: ① Der vulkanisierte Kautschuk hat sich von einer linearen Struktur in eine dreidimensionale Netzwerkstruktur umgewandelt; ② Er fließt bei Erwärmung nicht mehr; ③ Er ist in seinem guten Lösungsmittel nicht mehr löslich; ④ Verbesserter Elastizitätsmodul und verbesserte Härte; ⑤ Verbesserte mechanische Eigenschaften; ⑥ Verbesserte Alterungsbeständigkeit und chemische Stabilität; ⑦ Die Leistungsfähigkeit des Mediums kann sich verschlechtern.
16. Worin besteht der Unterschied zwischen Schwefelsulfid und Schwefeldonatorsulfid?
Antwort: ① Schwefelvulkanisation: Mehrere Schwefelbindungen, Hitzebeständigkeit, geringe Alterungsbeständigkeit, gute Flexibilität und große bleibende Verformung; ② Schwefeldonator: Mehrere einfache Schwefelbindungen, gute Hitzebeständigkeit und Alterungsbeständigkeit.
17. Was bewirkt ein Vulkanisationsförderer?
Antwort: Die Produktionseffizienz von Gummiprodukten wird verbessert, Kosten werden gesenkt und die Leistung gesteigert. Dazu werden Substanzen eingesetzt, die die Vulkanisation fördern. Dies verkürzt die Vulkanisationszeit, senkt die Vulkanisationstemperatur, reduziert die Menge an Vulkanisationsmittel und verbessert die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Gummis.
18. Brennphänomen: bezeichnet das Phänomen der vorzeitigen Vulkanisation von Gummimaterialien während der Verarbeitung.
19. Beschreiben Sie kurz die Funktion und die wichtigsten Arten von Vulkanisationsmitteln.
Antwort: Die Funktion des Aktivators besteht darin, die Aktivität des Beschleunigers zu steigern, die Dosierung des Beschleunigers zu reduzieren und die Vulkanisationszeit zu verkürzen.
Aktivator: Eine Substanz, die die Aktivität organischer Beschleuniger erhöht und so deren volle Wirksamkeit ermöglicht. Dadurch kann die benötigte Menge an Beschleunigern reduziert oder die Vulkanisationszeit verkürzt werden. Aktivatoren werden im Allgemeinen in anorganische und organische Aktivatoren unterteilt. Zu den anorganischen Tensiden zählen vor allem Metalloxide, -hydroxide und basische Carbonate; zu den organischen Tensiden vor allem Fettsäuren, Amine, Seifen, Polyole und Aminoalkohole. Die Zugabe einer geringen Menge Aktivator zur Kautschukmischung kann deren Vulkanisationsgrad verbessern.
1) Anorganische Wirkstoffe: hauptsächlich Metalloxide;
2) Organische Wirkstoffe: hauptsächlich Fettsäuren.
Achtung: ① ZnO kann als Metalloxid-Vulkanisationsmittel zur Vernetzung von halogeniertem Kautschuk verwendet werden; ② ZnO kann die Hitzebeständigkeit von vulkanisiertem Kautschuk verbessern.
20. Welche Nachwirkungen haben Beschleuniger und welche Arten von Beschleunigern haben gute Nachwirkungen?
Antwort: Unterhalb der Vulkanisationstemperatur bewirkt es keine vorzeitige Vulkanisation. Sobald die Vulkanisationstemperatur erreicht ist, ist die Vulkanisationsaktivität hoch; diese Eigenschaft wird als Nachwirkung des Beschleunigers bezeichnet. Sulfonamide weisen eine gute Nachwirkung auf.
21. Definition von Schmierstoffen und Unterschiede zwischen internen und externen Schmierstoffen?
Antwort: Ein Schmierstoff ist ein Zusatzstoff, der die Reibung und Haftung zwischen Kunststoffpartikeln und zwischen der Schmelze und der Metalloberfläche der Verarbeitungsanlagen verbessert, die Fließfähigkeit des Harzes erhöht, eine einstellbare Harzplastifizierungszeit ermöglicht und eine kontinuierliche Produktion gewährleistet.
Externe Schmierstoffe erhöhen die Schmierfähigkeit von Kunststoffoberflächen während der Verarbeitung, verringern die Adhäsionskräfte zwischen Kunststoff und Metall und minimieren die mechanische Scherkraft. Dadurch wird eine optimale Verarbeitung ohne Beeinträchtigung der Kunststoffeigenschaften erreicht. Interne Schmierstoffe reduzieren die innere Reibung von Polymeren, erhöhen die Schmelzgeschwindigkeit und die Schmelzverformung von Kunststoffen, senken die Schmelzviskosität und verbessern die Plastifizierungsleistung.
Der Unterschied zwischen internen und externen Schmierstoffen: Interne Schmierstoffe erfordern eine gute Kompatibilität mit Polymeren, reduzieren die Reibung zwischen den Molekülketten und verbessern die Fließeigenschaften; Externe Schmierstoffe hingegen benötigen einen gewissen Grad an Kompatibilität mit Polymeren, um die Reibung zwischen Polymeren und bearbeiteten Oberflächen zu reduzieren.
22. Welche Faktoren bestimmen das Ausmaß der verstärkenden Wirkung von Füllstoffen?
Antwort: Die Stärke des Verstärkungseffekts hängt von der Grundstruktur des Kunststoffs selbst, der Menge der Füllstoffpartikel, der spezifischen Oberfläche und Größe, der Oberflächenaktivität, der Partikelgröße und -verteilung, der Phasenstruktur sowie der Aggregation und Dispersion der Partikel im Polymer ab. Der wichtigste Aspekt ist die Wechselwirkung zwischen dem Füllstoff und der Grenzschicht, die von den Polymerketten gebildet wird. Diese Wechselwirkung umfasst sowohl die physikalischen und chemischen Kräfte, die von der Partikeloberfläche auf die Polymerketten ausgeübt werden, als auch die Kristallisation und Orientierung der Polymerketten innerhalb der Grenzschicht.
23. Welche Faktoren beeinflussen die Festigkeit von verstärkten Kunststoffen?
Antwort: ① Die Festigkeit des Verstärkungsmittels wird so gewählt, dass die Anforderungen erfüllt werden; ② Die Festigkeit der Basispolymere kann durch die Auswahl und Modifizierung der Polymere erreicht werden; ③ Die Oberflächenbindung zwischen Weichmachern und Basispolymeren; ④ Organisationsmaterialien für Verstärkungsmaterialien.
24. Was ist ein Kopplungsmittel, welche molekularen Strukturmerkmale weist es auf und geben Sie ein Beispiel zur Veranschaulichung des Wirkungsmechanismus.
Antwort: Haftvermittler sind Substanzen, die die Grenzflächeneigenschaften zwischen Füllstoffen und Polymermaterialien verbessern können.
Es gibt zwei Arten von funktionellen Gruppen in der Molekularstruktur: Die eine Art kann chemische Reaktionen mit der Polymermatrix eingehen oder zumindest eine gute Kompatibilität aufweisen; die andere Art kann chemische Bindungen mit anorganischen Füllstoffen bilden. Ein Beispiel hierfür ist ein Silan-Haftvermittler. Seine allgemeine Formel lautet RSiX₃, wobei R eine aktive funktionelle Gruppe mit Affinität und Reaktivität zu Polymermolekülen ist, wie beispielsweise Vinylchlorpropyl-, Epoxy-, Methacryl-, Amino- oder Thiolgruppen. X ist eine hydrolysierbare Alkoxygruppe, wie beispielsweise Methoxy oder Ethoxy.
25. Was ist ein Schaumbildner?
Antwort: Ein Treibmittel ist eine Substanz, die in einem bestimmten Viskositätsbereich im flüssigen oder plastischen Zustand eine mikroporöse Struktur aus Gummi oder Kunststoff bilden kann.
Physikalisches Schäumungsmittel: eine Art von Verbindung, die ihre Schäumungsziele durch Veränderungen ihres physikalischen Zustands während des Schäumungsprozesses erreicht;
Chemisches Treibmittel: Bei einer bestimmten Temperatur zersetzt es sich thermisch und erzeugt dabei ein oder mehrere Gase, was zur Polymerschäumung führt.
26. Welche Charakteristika weisen anorganische und organische Chemie bei der Zersetzung von Schaumbildnern auf?
Antwort: Vorteile und Nachteile organischer Schaumbildner: ① Gute Dispergierbarkeit in Polymeren; ② Enger Zersetzungstemperaturbereich, leicht steuerbar; ③ Das entstehende N₂-Gas ist nicht brennbar, explodiert nicht, verflüssigt sich nicht leicht, diffundiert nur langsam und entweicht nicht leicht aus dem Schaum, was zu einer hohen Ausbeute führt; ④ Kleine Partikel führen zu kleinen Schaumporen; ⑤ Große Produktvielfalt; ⑥ Nach dem Aufschäumen bleiben oft 70–85 % Rückstände zurück. Diese Rückstände können Gerüche verursachen, Polymermaterialien verunreinigen oder zu Oberflächenfrost führen; ⑦ Die Zersetzung ist in der Regel eine exotherme Reaktion. Ist die Zersetzungswärme des verwendeten Treibmittels zu hoch, kann dies während des Schäumprozesses zu einem großen Temperaturgradienten innerhalb und außerhalb des Schäumsystems führen, was mitunter hohe Innentemperaturen zur Folge hat und die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Polymers beeinträchtigt. Organische Treibmittel sind meist brennbare Stoffe, daher ist bei Lagerung und Verwendung auf Brandschutz zu achten.
27. Was ist ein Farbmasterbatch?
Antwort: Es handelt sich um ein Aggregat, das durch gleichmäßiges Einbringen hochbeständiger Pigmente oder Farbstoffe in ein Harz hergestellt wird. Hauptbestandteile: Pigmente oder Farbstoffe, Trägerstoffe, Dispergiermittel, Additive. Funktion: ① Vorteilhaft für die Erhaltung der chemischen und Farbstabilität der Pigmente; ② Verbessert die Dispergierbarkeit von Pigmenten in Kunststoffen; ③ Schützt die Gesundheit der Anwender; ④ Einfaches Verfahren und unkomplizierte Farbumwandlung; ⑤ Umweltfreundlich und keine Kontamination der Arbeitsgeräte; ⑥ Spart Zeit und Rohstoffe.
28. Was versteht man unter Farbkraft?
Antwort: Es handelt sich um die Fähigkeit von Farbmitteln, die Farbe der gesamten Mischung mit ihrer eigenen Farbe zu beeinflussen; Wenn Farbmittel in Kunststoffprodukten verwendet werden, bezieht sich ihre Deckkraft auf ihre Fähigkeit, das Eindringen von Licht in das Produkt zu verhindern.
Veröffentlichungsdatum: 11. April 2024