Паліпрапілен — гэта шырока распаўсюджаны палімер, які выкарыстоўваецца ў розных сферах прымянення дзякуючы выдатнаму спалучэнню ўласцівасцей. Яго фізічныя, механічныя і аптычныя ўласцівасці можна палепшыць з дапамогай адпаведнага выкарыстання зародкаўтваральнікаў і асвятляльнікаў. Гэтыя дабаўкі спрыяюць крышталізацыі поліпрапілену падчас апрацоўкі, тым самым паляпшаючы ўжо набытыя ўласцівасці.

Даведайцеся, як выкарыстоўваць зародкаўтваральнікі і асвятляльнікі, а таксама атрымайце парады па выбары, каб эфектыўна павялічыць хуткасць вытворчасці, змяніць структуру і марфалогію, а таксама паменшыць памутненне ў вашых поліпрапіленавых рэцэптурах.

I. Роля зародкааддзяляльных асвятляльнікаў у поліпрапілену

Крышталічнасць паўкрышталічных палімераў адказвае за многія характарыстыкі, такія як стабільнасць памераў, празрыстасць і трываласць.

Для пэўнай дэталі і працэсу крышталічнасць кантралюецца структурай палімера, рэцэптурай і ўмовамі апрацоўкі, якія прыводзяць да пэўнага балансу назапашвання цяпла і астуджэння. Такім чынам, крышталічнасць часта неаднародная, прычым гісторыя нагрэву адрозніваецца для абалонкі і асяродку дэталяў або вырабаў.

Нуклеатары і асвятляльнікі паскараюць і рэгулююць крышталізацыю, дазваляючы карэктаваць канчатковыя ўласцівасці паўкрышталічных палімераў у адпаведнасці з функцыянальнымі патрабаваннямі.

· У поліпрапіленавых рэцэптурах даданне нуклеирующих агентаў (таксама званых нуклеатарамі) прыводзіць да паляпшэння эксплуатацыйных і тэхналагічных уласцівасцей, такіх як:

· Палепшаная празрыстасць і памяншэнне мутнасці

· Палепшаная трываласць і калянасць

· Палепшаная тэмпература цеплавога адхілення (HDT)

· Скарочаны час цыклу

· Зніжэнне дэфармацыі і больш раўнамерная ўсаджванне

· Зніжаная адчувальнасць пігментаў да змяненняў уласцівасцей пры розных колерах

· Палепшаная апрацоўвальнасць у пэўных сферах прымянення

Такім чынам, нуклеацыя — гэта магутны спосаб паляпшэння фізічных, механічных і аптычных уласцівасцей поліпрапілену. Празрыстасць, стабільнасць памераў, дэфармацыя, ўсаджванне, CLTE, HDT, механічныя ўласцівасці і бар'ерны эфект можна палепшыць шляхам стараннага выбару нуклеатараў або асвятляльнікаў.

II. Паліпрапілен і яго крышталічнасць

Паліпрапілен — гэта шырока выкарыстоўваны крышталічны таварны палімер, які атрымліваецца шляхам палімерызацыі прапенавага манамера. Пасля палімерызацыі поліпрапілен можа ўтвараць тры асноўныя ланцуговыя структуры (атактычную, ізатактычную, сіндыятактычную) у залежнасці ад становішча метыльных груп. Крышталічнасць палімера характарызуецца:

· Формы і памеры крышталітаў

· Каэфіцыенты крышталічнасці і, у рэшце рэшт,

· Арыентацыя крышталітаў

Ізатактычны поліпрапілен (iPP) — гэта паўкрышталічны палімер. Ён характарызуецца выдатным суадносінамі кошту і якасці, што робіць яго вельмі прывабным у шырокім дыяпазоне прымянення, такіх як аўтамабілі, бытавая тэхніка, трубаправоды, упакоўка і г.д.

Індэкс ізатактычнасці iPP непасрэдна звязаны са ступенню крышталічнасці, што аказвае істотны ўплыў на характарыстыкі палімера. Ізатактычнасць павялічвае кінетыку крышталізацыі, модуль выгібу, цвёрдасць і празрыстасць, а таксама зніжае ўдаратрываласць і пранікальнасць.

У табліцы ніжэй прыведзены параўнальныя ўласцівасці двух поліпрапіленавых гомапалімераў з розным індэксам ізатактычнасці.

III. Крышталізацыя поліпрапілену
У залежнасці ад умоў, ізатактычны поліпрапілен можа крышталізавацца ў чатыры розныя фазы, якія пазначаюцца α, β, γ і мезаморфным смектычным. Фазы α і β з'яўляюцца найбольш важнымі.

α-фаза

1. Гэтая фаза больш стабільная і добра вядомая.

2. Гэтыя крышталі адносяцца да монакліннай крышталічнай сістэмы.

β-фаза

1. Гэтая фаза метастабільная, а яе крышталі адносяцца да псеўдагексаганальнай крышталічнай сістэмы.

2. β-фаза ў асноўным існуе ў блок-сапалімерызаваным поліпрапілене і можа быць атрымана шляхам дадання спецыяльных нуклеацыйных агентаў.

3. Гэтая крышталічная форма была адкрыта Падэнам і Кітам у 1953 годзе; яе ўтварэнне можа быць стымулявана крышталізацыяй пры тэмпературы ад 130°C да 132°C, арыентацыяй пры высокім зруху або даданнем спецыяльных нуклеацыйных агентаў.

4. Прысутнасць β-фазы ў поліпрапіленавых гомапалімерах звычайна паляпшае пластычнасць гатовага прадукту, і эфект найбольш значны, калі ўтрыманне β-фазы дасягае 65%.

γ-фаза

1. Гэтая фаза таксама метастабільная, з трыклінічнымі крышталямі.

2. Гэтая крышталічная форма сустракаецца рэдка; яна ў асноўным сустракаецца ў поліпрапілене з нізкай малекулярнай масай і ўтвараецца ў выніку крышталізацыі пад надзвычай высокім ціскам і надзвычай нізкай хуткасцю астуджэння.

Ⅳ. Працэс нуклеацыі ў поліпрапілене

Добра вядома, што пачатковай кропкай крышталізацыі палімераў з'яўляюцца дробныя зародкі (маленькія часціцы), якія натуральным чынам утрымліваюцца ў расплавленых рэштках каталізатара, прымешках, пылу і г.д. Затым можна змяняць і кантраляваць крышталічную марфалогію шляхам дадання «штучных» зародкаў, якія ўводзяцца ў расплав палімера. Гэтая аперацыя называецца нуклеацыяй.

Выкарыстоўваюцца нуклеатары або нуклеацыйныя агенты, якія забяспечваюць месцы для ініцыяцыі крышталізацый.

Асвятляльнікі — гэта падсямейства нуклеатараў, якія забяспечваюць утварэнне меншых крышталітаў, што рассейваюць менш святла і, як вынік, паляпшаюць празрыстасць пры той жа таўшчыні сценкі дэталі.

Роля гэтых нуклеатараў заключаецца ў паляпшэнні фізічных і механічных уласцівасцей гатовых дэталяў.

Ⅴ. Нуклеатары і асвятляльнікі: багаты набор дабавак

Зародкаутваральныя агенты часціц

Часціцы-нуклеанты звычайна ўяўляюць сабой высокаплавкія злучэнні, якія дыспергуюцца ў расплаве палімера шляхам кампаундавання. Гэтыя часціцы дзейнічаюць як асобныя «кропкавыя зародкі», на якіх можа пачацца рост крышталяў палімера.

Высокая канцэнтрацыя зародкаў прыводзіць да больш хуткай крышталізацыі (скарачэнне цыклаў) і больш высокага ўзроўню крышталічнасці, што паляпшае трываласць, калянасць і трываласць награвання (HDT) поліпрапілену.

Невялікі памер крышталічных агрэгатаў (сферулітаў) прыводзіць да памяншэння рассейвання святла і паляпшэння празрыстасці.

Звычайна выкарыстоўваныя часцічныя нуклеирующие агенты ўключаюць солі і мінералы, такія як тальк, бензаат натрыю, фасфатныя эфіры і іншыя арганічныя солі.

Тальк і бензаат натрыю лічацца нізкаэфектыўнымі і недарагімі нуклеантамі, якія забяспечваюць невялікае паляпшэнне трываласці, калянасці, трываласці награвання і часу цыклу.

Высокаэфектыўныя і дарагія нуклеанты, такія як фасфатныя эфіры і солі біцыклагептану, забяспечваюць лепшыя фізічныя ўласцівасці і некаторае паляпшэнне празрыстасці.

Растваральныя нуклеацыйныя агенты

Растваральныя нуклеацыйныя агенты, якія таксама называюць «адчувальнымі да плаўлення», звычайна маюць нізкія тэмпературы плаўлення і раствараюцца ў расплаўленым поліпрапілену.

Па меры астывання расплаву палімера ў форме гэтыя нуклеанты спачатку крышталізуюцца, утвараючы дробна размеркаваную сетку з надзвычай вялікай плошчай паверхні.

Па меры паніжэння тэмпературы фібрылы, якія складаюць гэтую сетку, функцыянуюць як ядры, што ініцыююць крышталізацыю палімера.

Надзвычай высокая канцэнтрацыя ядраў прыводзіць да вельмі дробных агрэгатаў крышталяў ПП, якія забяспечваюць найменшы ўзровень рассейвання святла і найлепшую выразнасць.

Усе ачышчальнікі з'яўляюцца нуклеантамі, але не ўсе нуклеанты з'яўляюцца добрымі ачышчальнікамі.

Некаторыя распаўсюджаныя нуклеанты, такія як бензаат натрыю і тальк, не памяншаюць памер сферылітаў дастаткова, каб забяспечыць адліваную дэталь з нізкай мутнасцю і высокай празрыстасцю. Найлепшая празрыстасць звычайна дасягаецца пры выкарыстанні растваральных нуклеантаў.

Да растваральных арганічных злучэнняў, якія дзейнічаюць як асвятляльнікі, адносяцца сарбіты, нонаталы і трысаміды.

Нягледзячы на ​​тое, што гэтыя нуклеанты ў асноўным выкарыстоўваюцца для дасягнення высокай празрыстасці і нізкай мутнасці, яны таксама паляпшаюць фізічныя ўласцівасці і скарачаюць час цыклу.

Форма часціц і суадносіны бакоў

Нуклеантычныя часціцы з ігольчастай формай (напрыклад, ADK STAB NA-11) могуць прыводзіць да розных значэнняў ўсаджвання ў машынным і папярочным кірунках. Гэтая анізатрапія ўсаджвання можа прывесці да дэфармацыі гатовай дэталі. Нуклеантычныя часціцы з планарнай геаметрыяй могуць даць больш раўнамерную ўсаджванне ў абодвух кірунках, што прыводзіць да меншай дэфармацыі.

Памер часціц і размеркаванне памераў часціц

Меншы памер часціц прыводзіць да паляпшэння нуклеацыі, але меншыя часціцы таксама могуць быць больш цяжкімі для дысперсіі. Некаторыя часціцы нуклеанта, такія як бензаат натрыю, маюць тэндэнцыю да паўторнай агламерацыі.

Выкарыстоўваецца паглынальнік кіслот

Некаторыя паглынальнікі кіслот, такія як солі тоўстых кіслот (напрыклад, стэарат кальцыя), могуць быць антаганістычнымі ў адносінах да некаторых нуклеантаў, такіх як фасфатныя эфіры і бензаат натрыю. Дыгідраталькіт варта выкарыстоўваць з гэтымі нуклеантамі.

Ніколі не выкарыстоўвайце стэарат кальцыя з бензаатам натрыю, бо стэарат кальцыя цалкам знішчыць зародкаўтварэнне бензаату натрыю.

Ступень дысперснасці і наяўнасць недысперсных агламератаў

Бензаат натрыю часта ўтварае агламераты і яго цяжка належным чынам дыспергаваць.

Тэмпература плаўлення

Для дасягнення найлепшай празрыстасці сарбітолы патрабуюць больш высокіх тэмператур плаўлення, бо яны павінны цалкам растварыцца ў расплаве палімера.

Сінергіі і антаганізмы паміж нуклеантамі і іншымі дадаткамі

Паглынальнікі кіслот могуць быць сінергічнымі або антаганістычнымі. Солі тоўстых кіслот негатыўна ўплываюць на модуль пругкасці поліпрапілену, які мае зародкі фасфатнага эфіру.

Выберыце правільнаеНуклеантыі асвятляльнікі для ПП

Перад тым, як выбраць прыдатны зародкаўтваральнік або асвятляльнік для вашага прымянення ПП, вызначце, якое паляпшэнне ўласцівасцей вас найбольш цікавіць:

a. Калі важная нізкая мутнасць і высокая празрыстасць, то выбірайце адзін з растваральных асвятляльнікаў.

b. Для меншых патрабаванняў да выразнасці,фасфатныя эфірыможна выкарыстоўваць.

c. Калі высокі модуль пругкасці мае найбольшае значэнне, то выберыце адзін з фасфатных эфіраў.

d. Калі нізкі кошт мае найбольшае значэнне, то выбірайце бензаат натрыю.

Калі нізкая дэфармацыя і нізкая адчувальнасць пігмента маюць найбольшае значэнне, то выбірайце соль біцыклагептану.

Таксама вельмі важна вырашыць, як нуклеант будзе ўключаны ў поліпрапіленовую смалу. Заўсёды праводзьце адпаведныя выпрабаванні, каб пераканацца ў дасягненні добрай дысперсіі і нуклеацыі.

Правядзіце ДСК на зародкападобнай поліпрапіленавай смале. Паляпшэнне часу цыклу звычайна карэлюе з павелічэннем тэмпературы крышталізацыі (Tc). Праверце ўласцівасці адлітага ўзору.

Калі вы хочаце даведацца пра прадукты, звязаныя з нуклеатарамі, калі ласка, звяжыцеся з намізвяжыцеся з наміу любы час.