U polipropilene hè un polimeru largamente utilizatu in diverse applicazioni per via di a so eccellente cumbinazione di proprietà. E so proprietà, cum'è fisiche, meccaniche è ottiche, ponu esse ulteriormente migliorate cù l'usu adattatu di agenti nucleanti è agenti chiarificanti. Quessi additivi aiutanu à a cristallizazione di u PP durante a trasfurmazione, migliorandu cusì e proprietà digià acquistate.

Capite cumu aduprà l'agenti nucleanti è l'agenti chiarificanti è uttene cunsiglii di selezzione per aumentà efficacemente a velocità di pruduzzione, mudificà a struttura è a morfologia è riduce a velatura in e vostre formulazioni di polipropilene.

I. Ruolo di l'agenti chiarificanti di nucleazione in PP

A cristallinità di i polimeri semicristallini hè rispunsevule di parechje di e caratteristiche, cum'è a stabilità dimensionale, a chiarezza è a tenacità.

Per una parte è un prucessu definiti, a cristallinità hè cuntrullata da a struttura di u polimeru, a formulazione è e cundizioni di trasfurmazione chì risultanu in un equilibriu specificu di accumulazione di calore è raffreddamentu. Di cunsiguenza, a cristallinità hè spessu eterogenea, a storia di u calore essendu diversa per a pelle è u core di e parte o di i beni.

L'agenti nucleanti è i chiarificanti acceleranu è aghjustanu a cristallizazione permettendu di adattà e proprietà finali di i polimeri semicristallini à i requisiti funziunali.

·In e formulazioni di polipropilene, l'aghjunta di agenti nucleanti (chjamati ancu nucleatori) dà risultati in prestazioni è proprietà di trasfurmazione migliorate, cum'è:

· Chiarezza migliorata è foschia ridotta

· Forza è rigidità migliorate

· Temperatura di Deflessione di u Calore Migliorata (HDT)

· Tempu di ciclu riduttu

· Deformazione ridotta è ritirata più uniforme

· Sensibilità ridotta à i pigmenti riguardu à i cambiamenti di pruprietà cù culori diversi

· Migliurata a prucessabilità in certe applicazioni

Cusì, a nucleazione hè un modu putente per migliurà e proprietà fisiche, meccaniche è ottiche di u polipropilene. A chiarezza, a stabilità dimensionale, a deformazione, u ritiru, u CLTE, l'HDT, e proprietà meccaniche è l'effettu barriera ponu esse migliurati da a scelta attenta di nucleatori o chiarificatori.

II. Polipropilene è a so cristallinità

U polipropilene hè un polimeru cristallinu, di basa, largamente utilizatu, fattu da a polimerizazione di u monomeru di propene. Dopu a polimerizazione, u PP pò furmà trè strutture di catena basiche (attica, isotattica, sindiotattica) secondu a pusizione di i gruppi metilici. A cristallinità di u polimeru hè carattarizata da:

· E forme è e dimensioni di i cristalliti

·I rapporti di cristallinità, è infine

·L'orientazione di i cristalliti

U polipropilene isotaticu (iPP) hè un polimeru semicristallinu. Hè carattarizatu da un eccellente rapportu costu-prestazione, chì u rende assai attrattivu in una vasta gamma di applicazioni cum'è l'automobile, l'elettrodomestici, e tubature, l'imballaggi, ecc.

L'indice d'isotatticità di l'iPP hè direttamente ligatu à u gradu di cristallinità chì hà un impattu maiò nantu à e prestazioni di i polimeri. L'isotatticità aumenta a cinetica di cristallizazione, u modulu di flessione, a durezza è a trasparenza, è diminuisce a resistenza à l'impattu è a permeabilità.

A tavula sottu paraguna e proprietà di dui omopolimeri di polipropilene chì anu un indice di isotatticità differente.

III. Cristallizazione di u polipropilene
Sicondu e cundizioni, u polipropilene isotatticu pò cristallizà in quattru fasi diverse denotate α, β, γ è smettica mesomorfa. E fasi α è β sò e più impurtanti.

Fase α

1. Sta fase hè più stabile è ben cunnisciuta.

2. Sti cristalli appartenenu à u sistema cristallinu monoclinicu.

Fase β

1. Sta fase hè metastabile, è i so cristalli appartenenu à u sistema cristallinu pseudo-esagonale.

2. A fase β esiste principalmente in u polipropilene copolimerizatu in blocchi è pò esse generata aghjunghjendu agenti nucleanti specifici.

3. Sta forma cristallina hè stata scuperta da Padden è Keith in u 1953; pò esse prumossa da a cristallizazione trà 130 °C è 132 °C, l'orientazione à altu tagliu, o l'aghjunta di agenti nucleanti specifici.

4. A presenza di a fase β in l'omopolimeri di polipropilene migliora di solitu a duttilità di u pruduttu finitu, è l'effettu hè più significativu quandu u cuntenutu di fase β righjunghji u 65%.

Fase γ

1. Sta fase hè ancu metastabile, cù cristalli triclinichi.

2. Sta forma cristallina hè pocu cumuna; appare principalmente in u polipropilene à bassu pesu moleculare è hè furmata da a cristallizazione sottu pressione estremamente alta è velocità di raffreddamentu estremamente basse.

Ⅳ. Prucessu di nucleazione in polipropilene

Hè ben cunnisciutu chì u puntu di partenza di a cristallizazione di i polimeri hè custituitu da picculi germi (piccule particelle) naturalmente inclusi in i residui di catalizatore simili à a fusione, impurità, polvere, ecc. Hè tandu pussibule di mudificà è cuntrullà a morfologia cristallina per mezu di l'aghjunta di germi "artificiali" introdutti in a fusione di u polimeru. Questa operazione hè chjamata Nucleazione.

I nucleatori o agenti nucleanti sò impiegati chì furniscenu siti per l'iniziu di cristalli.

I clarificatori sò una sottufamiglia di nucleatori chì furniscenu cristalliti più chjuchi chì sparghjenu menu luce è, in cunsequenza, migliuranu a chiarezza per u listessu spessore di parete di una parte.

U rolu di sti agenti nucleanti hè di migliurà e proprietà fisiche è meccaniche di e parti finite.

Ⅴ. Nucleatori è Chiarificatori: Un Riccu Panellu d'Additivi

Agenti Nucleanti Particolari

L'agenti nucleanti/nucleanti particulari sò tipicamente cumposti à altu puntu di fusione chì sò dispersi in u polimeru fusu per via di a cumpusizione. Queste particelle agiscenu cum'è "nuclei puntuali" distinti nantu à i quali pò cumincià a crescita di i cristalli di u polimeru.

L'alta cuncentrazione di nuclei porta à una cristallizazione più rapida (tempi di ciclu più corti) è livelli più alti di cristallinità, ciò chì migliora a resistenza, a rigidità è l'HDT di u PP.

A piccula dimensione di l'aggregati di cristalli (sferuliti) porta à una riduzione di a diffusione di a luce è à una migliore chiarezza.

L'agenti nucleanti particolati cumunimenti usati includenu sali è minerali, cum'è talcu, benzoatu di sodiu, esteri di fosfatu è altri sali organici.

U talcu è u benzoatu di sodiu sò cunsiderati cum'è nucleanti di bassa prestazione è di bassu costu, è furniscenu una modesta migliurazione in forza, rigidità, HDT è tempu di ciclu.

I nucleanti d'altu rendimentu è d'altu costu, cum'è l'esteri di fosfatu è i sali di bicicloeptano, danu migliori proprietà fisiche è qualchì miglioramentu in a chiarezza.

Agenti Nucleanti Solubili

L'agenti nucleanti solubili, chì sò ancu chjamati "sensibili à a fusione", anu tipicamente punti di fusione bassi è si dissolvenu in u PP fusu.

Mentre u polimeru fusu si raffredda in u stampu, sti nucleanti cristallizanu prima furmendu una rete finamente distribuita cù una superficia estremamente alta.

Mentre a temperatura cuntinueghja à calà, e fibrille chì custituiscenu sta rete funzionanu cum'è nuclei per inizià a cristallizazione di u polimeru.

L'altissima cuncentrazione di nuclei porta à aggregati di cristalli di PP assai chjuchi, chì danu u livellu più bassu di diffusione di luce è a migliore chiarezza.

Tutti i clarificatori sò nucleanti, ma micca tutti i nucleanti sò boni clarificatori.

Certi nucleanti cumuni, cum'è u benzoatu di sodiu è u talcu, ùn riducenu micca a dimensione di a sferulite in quantità sufficiente per dà una parte stampata à bassa opacità è alta chiarezza. A megliu chiarezza hè generalmente ottenuta quandu si utilizanu nucleanti solubili.

I cumposti organici solubili chì agiscenu cum'è clarificanti includenu sorbitoli, nonotoli, trisamidi.

Ancu s'è sti nucleanti sò principalmente aduprati per ottene una alta chiarezza è una bassa foschia, migliuranu ancu e proprietà fisiche è riducenu u tempu di ciclu.

Forma di e particelle è rapportu d'aspettu

E particelle nucleanti cù forme à aghi (cum'è ADK STAB NA-11) ponu purtà à diversi valori di ritirata in a macchina è in e direzzioni trasversali. Questa anisotropia di ritirata pò purtà à deformazione in a parte finale. E particelle nucleanti cù una geometria piana ponu dà una ritirata più uniforme in e duie direzzioni, purtendu à menu deformazione.

Dimensione di e particelle è distribuzione di e dimensioni di e particelle

Una dimensione di particelle più chjuca porta à una nucleazione migliorata, ma e particelle più chjuche ponu ancu esse più difficili da disperse. Alcune particelle nucleanti, cum'è u benzoatu di sodiu, tendenu à riagglomerassi.

Eliminatore d'acidu adupratu

Certi eliminatori d'acidi, cum'è i sali d'acidi grassi (per esempiu, u stearatu di calciu) ponu esse antagonisti versu certi nucleanti, cum'è l'esteri di fosfatu è u benzoatu di sodiu. A diidrotalcite deve esse aduprata cù questi nucleanti.

Ùn aduprate mai stearatu di calciu cù benzoatu di sodiu postu chì u stearatu di calciu annullerà cumpletamente a nucleazione di u benzoatu di sodiu.

Gradu di Dispersione è Presenza di Agglomerati Indispersi

U benzoatu di sodiu forma spessu agglomerati è hè difficiule da disperse currettamente.

Temperatura di fusione

I sorbitoli necessitanu temperature di fusione più elevate per dà a megliu limpidezza, postu chì devenu dissolvesi cumpletamente in a fusione di u polimeru.

Sinergie è Antagonismi trà Nucleanti è Altri Additivi

I scavengers di l'acidu ponu esse sinergichi o antagonisti. I sali di l'acidi grassi affettanu negativamente u modulu di PP nucleatu da estere di fosfatu.

Selezziunate u dirittuNucleantiè Chiarificatori per PP

Prima di sceglie l'agente nucleante o chiarificante adattatu per a vostra applicazione PP, determinate quale miglioramentu di e proprietà vi interessa di più:

a.Sè una bassa foschia è una alta limpidezza sò impurtanti, sceglite unu di i clarificatori solubili.

b. Per esigenze di chiarezza più basse, uesteri di fosfatupò esse adupratu.

c. Sè un modulu altu hè di a più grande impurtanza, sceglite unu di l'esteri di fosfatu.

d.Sè u costu bassu hè di più impurtanza, sceglite u benzoatu di sodiu.

e.Sè a bassa deformazione è a bassa sensibilità à i pigmenti sò di primura, sceglite u sale di bicicloeptano.

Hè dinò imperativu di decide cumu u nucleante serà incorporatu in a resina PP. Eseguite sempre testi adatti per assicurà chì una bona dispersione è nucleazione sò state ottenute.

Eseguite a DSC nantu à a resina PP nucleata. I miglioramenti in u tempu di ciclu sò generalmente correlati cù l'aumentu di a temperatura di cristallizazione (Tc). Pruvate e proprietà di u campione stampatu.

Sè vo vulete dumandà infurmazioni nantu à i prudutti ligati à l'agenti nucleanti, ùn esitate micca àcuntatta ciin ogni mumentu.