1. Einführung
Engineering Plastics wie Polyamid (PA), Polycarbonat (PC), Polybutylen -Terephthalat (PBT) und Polyphenylensulfid (PPS) sind eine Klasse von Thermoplastik, die überlegene Festigkeit, Wärmebeständigkeit und Haltbarkeit aufweisen. Trotz ihrer Vorteile beschränken inhärente Einschränkungen wie Sprödigkeit, Entflammbarkeit und schlechte Verarbeitbarkeit unter bestimmten Bedingungen ihre Anwendungen. Um diese Einschränkungen zu überwinden, wurden verschiedene Modifikationstechniken entwickelt. Dazu gehören das Mischen mit anderen Polymeren, die Einbeziehung von Füllstoffen oder Verstärkungen, die Anwendung chemischer Behandlungen und die Verwendung von Additive, um Eigenschaften für bestimmte Endverbrauchsanforderungen anzupassen.
2. Änderungstechniken und -strategien
2.1. Verstärkung mit Fasern oder Füllstoffen
Verstärkung von Kunststoffkunststoffen Mit Materialien wie Glasfasern, Kohlenstofffasern oder Nano-Tons verbessert ihre mechanische Festigkeit und dimensionale Stabilität erheblich. Zum Beispiel zeigt bei Glasfasern verstärkte PA eine verbesserte Zugfestigkeit und -steifigkeit, wodurch sie für tragende Anwendungen geeignet ist. Kohlefaser, obwohl teurer, bietet ein außergewöhnliches Verhältnis von Kraft und Gewicht und elektrische Leitfähigkeit. Nanoillierer wie Schicht Silikate und Graphen bieten Verbesserungen bei viel niedrigeren Füllstoffgehalt und beeinflussen die thermischen Stabilitäts- und Barriereigenschaften.
2.2. Flammen -Verzögerungsmodifikationen
Ingenieurkunststoffen erfordern häufig flammhemmende Eigenschaften für Anwendungen in Elektronik- und Automobilverkehr. Konventionelle halogenierte Flammschutzmittel werden durch umweltfreundliche Alternativen wie Verbindungen auf Phosphorbasis, intumeszierende Systeme und Nanokompositen ersetzt. Beispielsweise kann das Hinzufügen von expandierbarem Graphit und Ammoniumpolyphosphat zu Polyamid UL-94 V-0-Bewertungen erreichen und gleichzeitig die mechanische Integrität aufrechterhalten.
2.3. Auswirkungen und Zähigkeitsverbesserungen
Viele technische Kunststoffe sind bei niedrigen Temperaturen von Natur aus spröde. Härtungsmittel wie Elastomere (z. B. EPDM, SEBS) oder Kernschalenpartikel werden einbezogen, um die Wirkungsfestigkeit zu verbessern. Diese Modifikatoren arbeiten durch die Absorption von Energie und initiieren mehreren Scherausbeute während des Aufpralls, wodurch die Duktilität erhöht wird, ohne den thermischen Widerstand erheblich zu beeinträchtigen.
2.4. Thermal- und UV -Stabilitätsverbesserungen
Thermische Stabilisatoren (z. B. behinderte Phenole, Phosphiten) und UV-Absorber (z. B. Benzotrizolen, behinderte Aminlichtstabilisatoren) werden zu technischen Kunststoffen zugesetzt, die in Umgebungen im Freien oder mit Hochtemperaturen verwendet werden. Diese Additive verhindern Kettenspaltung und oxidativen Abbau und verlängern die Lebensdauer von Komponenten, die Wärme oder Sonnenlicht ausgesetzt sind.
2.5. Biobasierte und grüne Modifikationen
Mit zunehmendem Fokus auf Nachhaltigkeit werden biobasierte technische Plastik wie Polylactsäure (PLA) modifiziert, um ihre Leistung zu verbessern. Zu den Techniken gehören das Mischen mit schwierigen Polymeren, das Hinzufügen von Naturfasern (z. B. Hanf, Kenaf) oder die reaktive Extrusion mit Kettenstreckern, um die Wärmeresistenz und Haltbarkeit zu verbessern.
3. Leistungsverbesserungen
3.1. Mechanische Eigenschaften
Modifizierte technische Kunststoffe zeigen deutliche Verbesserungen der Zugfestigkeit, der Schlagfestigkeit und des Ermüdungsverhaltens. Zum Beispiel können mit Glasfasern verstärkte PBT höhere Belastungen und wiederholte Spannungen ohne Versagen standhalten.
3.2. Wärmeeigenschaften
Wärmeleitfähigkeit, Wärmeablenkungstemperatur (HDT) und Schmelzpunkt können durch Füllstoffe und Zusatzstoffe zugeschnitten werden. Mit Bornitrid modifizierte PPS weist eine verbesserte thermische Leitfähigkeit auf, ideal für Kühlkörper und elektronische Gehäuse.
3.3. Elektrische Eigenschaften
In Anwendungen, die Isolierung oder kontrollierte Leitfähigkeit erfordern, werden modifizierte Kunststoff mit antistatischen Wirkstoffen, Carbonschwarz oder leitfähigen Polymeren verwendet. Beispielsweise bieten PC-ABs-Mischungen mit Kohlenstoffnanoröhren einen elektrostatischen Entladungsschutz in empfindlichen elektronischen Geräten.
3.4. Chemische Resistenz und Wetterbarkeit
Additive wie Fluoropolymere oder Silankupplungsmittel verbessern die chemische Inertheit und verringern die Feuchtigkeitsaufnahme. UV -Stabilisatoren und Antioxidantien tragen dazu bei, das Erscheinungsbild und die Funktionalität bei Outdoor -Bedingungen aufrechtzuerhalten.
3.5. Verarbeitbarkeit
Verbessertes Durchflussverhalten, Formbarkeit und thermische Stabilität während der Verarbeitung werden durch rheologische Modifikatoren und Verarbeitungshilfen erreicht, wodurch komplexe Teilgeometrien und konsistente Produktionsqualität ermöglicht werden.
4. Anwendungsfelder
4.1. Automobilindustrie
Modifizierte technische Kunststoffkunststoffe werden in Komponenten, Körpertafeln und Innenräumen unter den Hauben verwendet. Mit Glasfasern verstärkte PA ersetzt Metallteile, wodurch das Fahrzeuggewicht und den Kraftstoffverbrauch reduziert werden. Für Beleuchtungssysteme und Dashboards werden flammretardante PC-Mischungen verwendet.
4.2. Elektrik und Elektronik
Hochleistungskunststoffe wie PPS und PBT, die mit Flammschutzmitteln und thermischen Stabilisatoren modifiziert sind, werden in Anschlüssen, Leiterplatten und Gehäusen verwendet. Ihre dimensionalen Stabilitäts- und elektrischen Isolationseigenschaften sind in miniaturisierten und hitzeintensiven Umgebungen von entscheidender Bedeutung.
4.3. Konsumgüter
Härtete und UV-stabilisierte Kunststoffe werden in Elektrowerkzeugen, Geräten und Sportartikeln verwendet. Impact-modifizierte ABS ist in Helmschalen und Schutzausrüstung beliebt, während kratzfestes PC in Brillen und Bildschirmen verwendet wird.
4.4. Medizin und Gesundheitswesen
Die für die Sterilisationsresistenz und Biokompatibilität wie PPSU und PEI modifizierte technische Kunststoffe werden in chirurgischen Instrumenten, diagnostischen Geräten und zahnärztlichen Werkzeugen verwendet. Additiv-freie und niedrigliegende Formulierungen sind für empfindliche Anwendungen von entscheidender Bedeutung.
4.5. Bau- und industrielle Nutzung
Modifizierte Kunststoffe bieten Korrosionsbeständigkeit, Wärmeisolierung und strukturelle Integrität in der Konstruktion. GF-verstärkte Polyolefine und Polyester werden in Rohren, Paneelen und Maschinenteilen verwendet, die Chemikalien und Lastspannungen ausgesetzt sind.
5. Herausforderungen und Zukunftsaussichten
Trotz ihrer Vorteile stehen modifizierte technische Kunststoffe vor Herausforderungen wie hohen Materialkosten, Recyclingabilitätsproblemen und Umweltauswirkungen bestimmter Additive. Die Entwicklung von biologischen und vollständig recycelbaren technischen Kunststoffen ist eine wichtige zukünftige Richtung. Intelligente Materialien mit Selbstheilung, Formgedächtnis und adaptiven Eigenschaften repräsentieren die nächste Grenze. Es wird erwartet
