1. מהו אפּוֹלִימֵרחומר עזר לעיבוד? מה תפקידו?
תשובה: תוספים הם כימיקלים עזר שונים שיש להוסיף לחומרים ומוצרים מסוימים בתהליך הייצור או העיבוד כדי לשפר את תהליכי הייצור ולשפר את ביצועי המוצר. בתהליך עיבוד שרפים וגומי גולמי למוצרי פלסטיק וגומי, יש צורך בכימיקלים עזר שונים.
פונקציה: ① שיפור ביצועי התהליך של פולימרים, אופטימיזציה של תנאי העיבוד והגדלת יעילות העיבוד; ② שיפור ביצועי המוצרים, שיפור ערכם ותוחלת החיים שלהם.
2. מהי התאימות בין תוספים לפולימרים? מהי המשמעות של ריסוס והזעה?
תשובה: פולימריזציה בהתזה - שקיעת תוספים מוצקים; הזעה - שקיעת תוספים נוזליים.
התאימות בין תוספים לפולימרים מתייחסת ליכולתם של תוספים ופולימרים להתערבב באופן אחיד יחד במשך זמן רב מבלי לייצר הפרדת פאזות ומשקעים;
3. מה תפקידם של פלסטייזרים?
תשובה: היחלשות הקשרים המשניים בין מולקולות פולימר, המכונים כוחות ואן דר ואלס, מגבירה את ניידותן של שרשראות פולימר ומפחיתה את גבישיותן.
4. מדוע לפוליסטירן יש עמידות טובה יותר לחמצון מאשר לפוליפרופילן?
תשובה: קבוצת ה-H הלא יציבה מוחלפת בקבוצת פניל גדולה, והסיבה לכך ש-PS אינה נוטה להזדקנות היא שלטבעת הבנזן יש אפקט מגן על H; PP מכיל מימן שלישוני ונוטה להזדקנות.
5. מהן הסיבות לחימום לא יציב של PVC?
תשובה: ① מבנה השרשרת המולקולרית מכיל שאריות יוזם ואליל כלוריד, אשר מפעילות קבוצות פונקציונליות. הקשר הכפול בקבוצה הקצה מפחית את היציבות התרמית; ② השפעת החמצן מאיצה את סילוק ה-HCL במהלך הפירוק התרמי של PVC; ③ ל-HCl המיוצר בתגובה יש השפעה קטליטית על פירוק ה-PVC; ④ השפעת מינון הפלסטייזר.
6. בהתבסס על תוצאות המחקר הנוכחי, מהם הפונקציות העיקריות של מייצבי חום?
תשובה: ① ספיגת ונטרול של HCL, עיכוב השפעתו הקטליטית האוטומטית; ② החלפת אטומי אליל כלוריד לא יציבים במולקולות PVC כדי לעכב את מיצוי ה-HCl; ③ תגובות חיבור עם מבני פוליאן משבשות את היווצרותן של מערכות מצומדות גדולות ומפחיתות צביעה; ④ לכידת רדיקלים חופשיים ומניעת תגובות חמצון; ⑤ ניטרול או פסיבציה של יוני מתכת או חומרים מזיקים אחרים המזרזים פירוק; ⑥ יש לו השפעה מגנה, מיגון ומחלישה על קרינה אולטרה סגולה.
7. מדוע קרינה אולטרה סגולה היא ההרסנית ביותר לפולימרים?
תשובה: גלים אולטרה סגולים הם ארוכים וחזקים, ושוברים את רוב הקשרים הכימיים של הפולימרים.
8. לאיזה סוג של מערכת סינרגטית שייך מעכב בעירה מתנפח, ומהם העיקרון הבסיסי ותפקידו?
תשובה: מעכבי בעירה מתנפחים שייכים למערכת הסינרגטית של חנקן זרחן.
מנגנון: כאשר מחממים את הפולימר המכיל את מעכב הבעירה, יכולה להיווצר שכבה אחידה של קצף פחמן על פני השטח שלו. לשכבה יש עמידות טובה בפני בעירה בזכות בידוד החום שלה, בידוד החמצן, דיכוי העשן ומניעת טפטופים.
9. מהו מדד החמצן, ומה הקשר בין גודל מדד החמצן לבין עמידות בפני בעירה?
תשובה: OI=O2/(O2 N2) x 100%, כאשר O2 הוא קצב זרימת החמצן; N2: קצב זרימת חנקן. מדד החמצן מתייחס לאחוז הנפח המינימלי של חמצן הנדרש בזרימת אוויר של תערובת חנקן וחמצן כאשר דגימה בעלת מפרט מסוים יכולה לבעור ברציפות וביציבות כמו נר. OI <21 הוא דליק, OI הוא 22-25 עם תכונות כיבוי עצמי, 26-27 קשה להצית, ומעל 28 קשה ביותר להצית.
10. כיצד מערכת מעכבי בעירה של אנטימון הליד מציגה השפעות סינרגטיות?
תשובה: Sb2O3 משמש בדרך כלל לאנטימון, בעוד שהלידים אורגניים משמשים בדרך כלל להלידים. Sb2O3/machine משמש עם הלידים בעיקר בשל האינטראקציה שלו עם הליד מימן המשתחרר על ידי ההלידים.
והתוצר מתפרק תרמית ל-SbCl3, שהוא גז נדיף בעל נקודת רתיחה נמוכה. לגז זה צפיפות יחסית גבוהה והוא יכול להישאר באזור הבעירה למשך זמן רב כדי לדלל גזים דליקים, לבודד אוויר ולמלא תפקיד בחסימת אולפינים; שנית, הוא יכול ללכוד רדיקלים חופשיים דליקים כדי לדכא להבות. בנוסף, SbCl3 מתעבה לחלקיקים מוצקים דמויי טיפות מעל הלהבה, ואפקט הקיר שלו מפזר כמות גדולה של חום, מה שמאט או עוצר את מהירות הבעירה. באופן כללי, יחס של 3:1 מתאים יותר לאטומי כלור למתכת.
11. על פי מחקרים עדכניים, מהם מנגנוני הפעולה של מעכבי בעירה?
תשובה: ① תוצרי הפירוק של מעכבי בעירה בטמפרטורת הבעירה יוצרים שכבה דקה וזכוכית שאינה נדיפה ואינה מחמצנת, שיכולה לבודד את אנרגיית ההחזרה של האוויר או להיות בעלת מוליכות תרמית נמוכה.
② מעכבי בעירה עוברים פירוק תרמי ליצירת גזים שאינם דליקים, ובכך מדללים גזים דליקים ומדללים את ריכוז החמצן באזור הבעירה; ③ המסה ופירוק של מעכבי בעירה סופגים חום וצורכים חום;
④ מעכבי בעירה מקדמים היווצרות של שכבת בידוד תרמי נקבובית על פני השטח של פלסטיק, ומונעים הולכת חום ובעירה נוספת.
12. מדוע פלסטיק נוטה לחשמל סטטי במהלך עיבוד או שימוש?
תשובה: בשל העובדה ששרשראות המולקולריות של הפולימר העיקרי מורכבות ברובן מקשרים קוולנטיים, הן אינן יכולות ליינן או להעביר אלקטרונים. במהלך עיבוד ושימוש בתוצריו, כאשר הוא בא במגע וחיכוך עם עצמים אחרים או עם עצמו, הוא נטען עקב עלייה או אובדן של אלקטרונים, וקשה לו להיעלם באמצעות הולכה עצמית.
13. מהם המאפיינים של המבנה המולקולרי של חומרים אנטי-סטטיים?
תשובה: RYX R: קבוצה אולאאופילית, Y: קבוצת קישור, X: קבוצה הידרופילית. במולקולות שלהם, צריך להיות איזון מתאים בין הקבוצה האולאאופילית הלא קוטבית לקבוצה ההידרופילית הקוטבית, וצריכה להיות להם תאימות מסוימת עם חומרים פולימריים. קבוצות אלקיל מעל C12 הן קבוצות אולאאופיליות אופייניות, בעוד שקשרי הידרוקסיל, קרבוקסיל, חומצה סולפונית ואתר הן קבוצות הידרופיליות אופייניות.
14. תאר בקצרה את מנגנון הפעולה של חומרים אנטי-סטטיים.
תשובה: ראשית, חומרים אנטי-סטטיים יוצרים שכבה רציפה ומוליך על פני החומר, שיכולה להעניק לפני השטח של המוצר מידה מסוימת של היגרוסקופיות ויוניזציה, ובכך להפחית את התנגדות פני השטח ולגרום לדליפה מהירה של מטענים סטטיים שנוצרים, על מנת להשיג את מטרת האנטי-סטטי; השנייה היא להעניק לפני השטח של החומר מידה מסוימת של סיכה, להפחית את מקדם החיכוך, ובכך לדכא ולהפחית את יצירת המטענים הסטטיים.
① חומרים אנטי-סטטיים חיצוניים משמשים בדרך כלל כממסים או מפזרים עם מים, אלכוהול או ממסים אורגניים אחרים. בעת שימוש בחומרים אנטי-סטטיים להספגת חומרים פולימריים, החלק ההידרופילי של החומר נספג היטב על פני החומר, והחלק ההידרופילי סופג מים מהאוויר, ובכך יוצר שכבה מוליכה על פני החומר, אשר ממלאת תפקיד בסילוק חשמל סטטי;
② חומר אנטי-סטטי פנימי מעורבב במטריצת הפולימר במהלך עיבוד הפלסטיק, ולאחר מכן נודד אל פני השטח של הפולימר כדי למלא תפקיד אנטי-סטטי;
③ חומר אנטי-סטטי קבוע מעורבב בפולימר הוא שיטה לערבוב אחיד של פולימרים הידרופיליים לתוך פולימר ליצירת תעלות מוליכות המוליכות ומשחררות מטענים סטטיים.
15. אילו שינויים מתרחשים בדרך כלל במבנה ובתכונות של גומי לאחר גיפור?
תשובה: ① הגומי המגופר השתנה ממבנה ליניארי למבנה רשת תלת-ממדי; ② החימום אינו זורם עוד; ③ אינו מסיס עוד בממס הטוב שלו; ④ מודול וקשיות משופרים; ⑤ תכונות מכניות משופרות; ⑥ עמידות להזדקנות ויציבות כימית משופרות; ⑦ ביצועי המדיום עשויים לרדת.
16. מה ההבדל בין גופרית גופריתית לגופרית תורמת גופרית?
תשובה: ① גיפור גופרית: קשרי גופרית מרובים, עמידות בחום, עמידות נמוכה להזדקנות, גמישות טובה ועיוות קבוע גדול; ② תורם גופרית: קשרי גופרית בודדים מרובים, עמידות טובה בחום ועמידות טובה להזדקנות.
17. מה עושה מקדם גיפור?
תשובה: שיפור יעילות הייצור של מוצרי גומי, הפחתת עלויות ושיפור ביצועים. חומרים שיכולים לקדם גיפור. הם יכולים לקצר את זמן הגיפור, להוריד את טמפרטורת הגיפור, להפחית את כמות חומר הגיפור ולשפר את התכונות הפיזיקליות והמכניות של הגומי.
18. תופעת הצריבה: מתייחסת לתופעה של גיפור מוקדם של חומרי גומי במהלך העיבוד.
19. תאר בקצרה את הפונקציה והסוגים העיקריים של חומרי גיפור
תשובה: תפקידו של המפעיל הוא לשפר את פעילות המאיץ, להפחית את מינון המאיץ ולקצר את זמן הגיפור.
חומר פעיל: חומר שיכול להגביר את פעילותם של מאיצי אורגניים, ולאפשר להם לממש את יעילותם המלאה, ובכך להפחית את כמות המאיצים המשמשים או לקצר את זמן הגיפור. חומרים פעילים מחולקים בדרך כלל לשתי קטגוריות: חומרים פעילים אנאורגניים וחומרים פעילים אורגניים. חומרים פעילי שטח אנאורגניים כוללים בעיקר תחמוצות מתכת, הידרוקסידים וקרבונטים בסיסיים; חומרים פעילי שטח אורגניים כוללים בעיקר חומצות שומן, אמינים, סבונים, פוליאולים ואלכוהולי אמינו. הוספת כמות קטנה של אקטיבטור לתרכובת הגומי יכולה לשפר את דרגת הגיפור שלה.
1) חומרים פעילים אנאורגניים: בעיקר תחמוצות מתכת;
2) חומרים פעילים אורגניים: בעיקר חומצות שומן.
שים לב: ① ניתן להשתמש ב-ZnO כחומר גיפור של תחמוצת מתכת לקישור צולב של גומי הלוגני; ② ZnO יכול לשפר את עמידות החום של גומי מגופר.
20. מהן השפעות הפוסט-אפקט של מאיצים ולאילו סוגי מאיצים יש השפעות פוסט-אפקט טובות?
תשובה: מתחת לטמפרטורת הגיפור, זה לא יגרום לגיפור מוקדם. כאשר מגיעים לטמפרטורת הגיפור, פעילות הגיפור גבוהה, ותכונה זו נקראת אפקט פוסט של המאיץ. לסולפונמידים יש אפקט פוסט טוב.
21. הגדרת חומרי סיכה והבדלים בין חומרי סיכה פנימיים וחיצוניים?
תשובה: חומר סיכה – תוסף שיכול לשפר את החיכוך וההידבקות בין חלקיקי פלסטיק ובין החומר המותך למשטח המתכת של ציוד עיבוד, להגביר את נזילות השרף, להשיג זמן פלסטיזציה מתכוונן של השרף ולשמור על ייצור רציף, נקרא חומר סיכה.
חומרי סיכה חיצוניים יכולים להגביר את יכולת הסיכה של משטחי פלסטיק במהלך העיבוד, להפחית את כוח ההידבקות בין משטחי פלסטיק למתכת, ולמזער את כוח הגזירה המכני, ובכך להשיג את המטרה של עיבוד קל ביותר מבלי לפגוע בתכונות הפלסטיק. חומרי סיכה פנימיים יכולים להפחית את החיכוך הפנימי של פולימרים, להגביר את קצב ההיתוך ואת עיוות ההיתוך של פלסטיק, להפחית את צמיגות ההיתוך ולשפר את ביצועי הפלסטליזציה.
ההבדל בין חומרי סיכה פנימיים וחיצוניים: חומרי סיכה פנימיים דורשים תאימות טובה עם פולימרים, מפחיתים חיכוך בין שרשראות מולקולריות ומשפרים את ביצועי הזרימה; וחומרי סיכה חיצוניים דורשים מידה מסוימת של תאימות עם פולימרים כדי להפחית את החיכוך בין פולימרים למשטחים מעובדים.
22. מהם הגורמים הקובעים את גודל אפקט החיזוק של חומרי מילוי?
תשובה: גודל אפקט החיזוק תלוי במבנה העיקרי של הפלסטיק עצמו, בכמות חלקיקי המילוי, בשטח הפנים הסגולי ובגודלו, בפעילות פני השטח, בגודל החלקיקים ובפיזורם, במבנה הפאזה ובצבירה ובפיזור החלקיקים בפולימרים. ההיבט החשוב ביותר הוא האינטראקציה בין חומר המילוי לשכבת הממשק שנוצרת על ידי שרשראות הפולימר הפולימריות, הכוללת הן את הכוחות הפיזיקליים או הכימיים שמפעיל פני החלקיקים על שרשראות הפולימר, כמו גם את התגבשותן ואת כיוון שרשראות הפולימר בתוך שכבת הממשק.
23. אילו גורמים משפיעים על חוזקם של פלסטיק מחוזק?
תשובה: ① נבחר חוזק חומר החיזוק בהתאם לדרישות; ② ניתן להשיג את חוזק הפולימרים הבסיסיים באמצעות בחירה ושינוי של פולימרים; ③ הדבקה על פני השטח בין פלסטייזרים לפולימרים בסיסיים; ④ חומרים ארגוניים לחומרי חיזוק.
24. מהו חומר צימוד, מאפייני המבנה המולקולרי שלו, ודוגמה להמחשת מנגנון הפעולה.
תשובה: חומרי צימוד מתייחסים לסוג של חומר שיכול לשפר את תכונות הממשק בין חומרי מילוי וחומרי פולימר.
ישנם שני סוגים של קבוצות פונקציונליות במבנה המולקולרי שלה: אחת יכולה לעבור תגובות כימיות עם מטריצת הפולימר או לפחות להיות בעלת תאימות טובה; סוג אחר יכול ליצור קשרים כימיים עם חומרי מילוי אנאורגניים. לדוגמה, חומר צימוד סילאן, הנוסחה הכללית יכולה להיכתב כ-RSiX3, כאשר R היא קבוצה פונקציונלית פעילה בעלת זיקה וריאקטיביות עם מולקולות פולימר, כגון קבוצות ויניל כלורופרופיל, אפוקסי, מתקריל, אמינו ותיאול. X היא קבוצת אלקוקסי הניתנת להידרוליזה, כגון מתוקסי, אתוקסי וכו'.
25. מהו חומר מקציף?
תשובה: חומר מקציף הוא סוג של חומר שיכול ליצור מבנה מיקרופורוזי של גומי או פלסטיק במצב נוזלי או פלסטי בטווח צמיגות מסוים.
חומר הקצפה פיזיקלי: סוג של תרכובת המשיגה את מטרות ההקצפה על ידי הסתמכות על שינויים במצבה הפיזי במהלך תהליך ההקצפה;
חומר מקציף כימי: בטמפרטורה מסוימת, הוא יתפרק תרמית ויוצר גז אחד או יותר, מה שיגרום להקצפה של פולימר.
26. מהם המאפיינים של כימיה אנאורגנית וכימיה אורגנית בפירוק של חומרי קצף?
תשובה: יתרונות וחסרונות של חומרי הקצפה אורגניים: ① פיזור טוב בפולימרים; ② טווח טמפרטורות הפירוק צר וקל לשליטה; ③ גז ה-N2 שנוצר אינו נשרף, מתפוצץ, מתנזל בקלות, בעל קצב דיפוזיה נמוך, ואינו משתחרר בקלות מהקצף, מה שמביא לקצב גלישה גבוה; ④ חלקיקים קטנים גורמים לנקבוביות קצף קטנות; ⑤ ישנם סוגים רבים; ⑥ לאחר ההקצפה, יש הרבה שאריות, לפעמים גבוהות עד 70% -85%. שאריות אלה עלולות לפעמים לגרום לריח, לזהם חומרי פולימר או לייצר תופעת כפור על פני השטח; ⑦ במהלך הפירוק, מדובר בדרך כלל בתגובה אקסותרמית. אם חום הפירוק של חומר ההקצפה בו נעשה שימוש גבוה מדי, הוא עלול לגרום למפל טמפרטורה גדול בתוך ומחוץ למערכת ההקצפה במהלך תהליך ההקצפה, שלפעמים גורם לטמפרטורה פנימית גבוהה ופגיעה בתכונות הפיזיקליות והכימיות של הפולימר. חומרי הקצפה אורגניים הם בעיקר חומרים דליקים, ויש לשים לב למניעת שריפות במהלך האחסון והשימוש.
27. מהי אבקת צבע?
תשובה: זהו אגרגט המיוצר על ידי טעינה אחידה של פיגמנטים או צבעים סופר-קבועים לתוך שרף; רכיבים בסיסיים: פיגמנטים או צבעים, נשאים, חומרי פיזור, תוספים; פונקציה: ① מועיל לשמירה על היציבות הכימית ויציבות הצבע של פיגמנטים; ② שיפור פיזור הפיגמנטים בפלסטיק; ③ הגנה על בריאות המפעילים; ④ תהליך פשוט והמרת צבע קלה; ⑤ הסביבה נקייה ואינה מזהמת כלים; ⑥ חיסכון בזמן ובחומרי גלם.
28. למה מתייחסת כוח הצביעה?
תשובה: זוהי היכולת של חומרי צבע להשפיע על צבע התערובת כולה באמצעות צבעם; כאשר משתמשים בחומרי צבע במוצרי פלסטיק, כוח הכיסוי שלהם מתייחס ליכולתם למנוע חדירת אור למוצר.
זמן פרסום: 11 באפריל 2024