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¿Cómo resiste el nailon el envejecimiento?
¿Qué es la oxidación?
Las características estructurales y el estado físico del propio material polimérico, así como factores externos como el calor, la luz, el oxígeno térmico, el ozono, el agua, el ácido, los álcalis, las bacterias y las enzimas, pueden causar degradación o pérdida de rendimiento durante el uso, como amarilleo, reducción relativa del peso molecular, agrietamiento superficial, pérdida de brillo y, en general, la reducción significativa de propiedades mecánicas más severas, como la resistencia al impacto, la resistencia a la tracción, elongación, etc., incluso resultando en una pérdida de valor útil. Este fenómeno se denomina envejecimiento. El envejecimiento puede ocurrir en todas las etapas de la síntesis, el almacenamiento, el procesamiento y la aplicación final del material polimérico, lo que puede provocar el final de su vida útil y una gran cantidad de residuos, lo que resulta en un enorme desperdicio de recursos y una grave contaminación ambiental.
Generalmente, el envejecimiento de los materiales poliméricos se puede clasificar en los siguientes cuatro tipos de cambios:
- Cambios en la apariencia, como manchas, vetas plateadas, grietas, etc.
- Cambios en las propiedades físicas, como cambios en indicadores de rendimiento como calidad, tamaño, resistencia al calor y al frío
- Cambios en las propiedades mecánicas, como cambios en las propiedades de tracción, flexión y compresión
- Cambios en las propiedades eléctricas, como resistencia de aislamiento, pérdida dieléctrica, tensión de ruptura, etc.
Los materiales poliméricos y sus productos desempeñan un papel fundamental en las aplicaciones prácticas. El envejecimiento y las fallas durante el uso inevitablemente causan pérdidas económicas y, lo que es peor, pueden causar daños ambientales, lesiones personales, etc. Por lo tanto, es necesario reemplazar los materiales poliméricos antes de que se vuelvan obsoletos. En consonancia con los principios de ahorro energético, bajas emisiones de carbono y desarrollo sostenible, además de maximizar las funciones de los materiales poliméricos, la fiabilidad y durabilidad de los materiales han atraído cada vez más atención.
Causas del Envejecimiento del Nailon
El PA6 y el PA66 ofrecen ventajas como ligereza, alta tenacidad, buen aislamiento eléctrico y térmico, etc. Se utilizan ampliamente en la industria electrónica, como en carcasas de maquinaria eléctrica o herramientas eléctricas, piezas de tuning, carcasas de máquinas y álabes de motores de automóviles. Sin embargo, al ser la materia prima básica de los dispositivos electrónicos, es necesario no solo mantener una buena resistencia mecánica durante un cierto período de uso, sino también garantizar que la apariencia y el color del producto no cambien significativamente tras el envejecimiento, especialmente en el caso de algunos nailones de color claro con requisitos de apariencia estrictos. De lo contrario, el rendimiento de los productos electrónicos se verá reducido y su uso normal se verá afectado. Los materiales PA6 y PA66 para aparatos electrónicos utilizados en interiores se exponen a temperaturas locales más altas durante su uso, por lo que el efecto térmico a largo plazo es uno de los factores importantes que influyen en el envejecimiento del PA6 y el PA66. En el entorno y en condiciones reales de uso, el oxígeno suele participar en el proceso de envejecimiento del nailon, y la acción combinada del calor y el oxígeno acelera significativamente dicho proceso. Por lo tanto, es esencial adoptar medidas antienvejecimiento para PA6 y PA66.
Fortalecimiento del método antienvejecimiento del nailon
Se ha comprobado que la adición de antioxidantes y la modificación de la mezcla pueden mejorar la resistencia al envejecimiento térmico de los materiales de PA y prolongar significativamente su vida útil. El nailon reforzado de uso común contiene estabilizadores térmicos de oxígeno, como estabilizadores de cobre, antioxidantes con impedimentos de amina y fenol, y descomponedores de hidroperóxido. Según datos preliminares y numerosos experimentos, los efectos antienvejecimiento de diferentes sistemas antioxidantes son los siguientes: antioxidante de sal de cobre > sistema antioxidante 1098 + 626 > sistema antioxidante 1098 > sistema antioxidante 1010 + 626. El negro de humo tiene buenos absorbentes de la luz ultravioleta, por lo que mejora el rendimiento del nailon. Este material es más resistente al envejecimiento que otros nailon reforzados de color. Se ha comprobado que el elastómero POE-g-MAH puede resistir el envejecimiento térmico hasta cierto punto en el sistema PA6 reforzado. La combinación del antioxidante 1098 y el antioxidante fosfito 626 tiene un efecto sinérgico en el sistema PA6.