A polipropilén egy széles körben használt polimer, amelyet kiváló tulajdonságainak kombinációja miatt sokféle alkalmazásban alkalmaznak. Tulajdonságai, például fizikai, mechanikai és optikai tulajdonságai tovább javíthatók megfelelő nukleálószerek és derítőszerek alkalmazásával. Ezek az adalékanyagok elősegítik a PP kristályosodását a feldolgozás során, ezáltal fokozva a már megszerzett tulajdonságokat.

Ismerje meg a nukleálószerek és a derítőszerek használatát, valamint tippeket kaphat a polipropilén készítmények termelési sebességének hatékony növeléséhez, a szerkezet és a morfológia módosításához, valamint a zavarosság csökkentéséhez.

I. A nukleáló derítőszerek szerepe a PP-ben

A félkristályos polimerek kristályossága felelős számos jellemzőjükért, például a méretstabilitásért, az átlátszóságért és a szívósságért.

Egy meghatározott alkatrész és folyamat esetében a kristályosságot a polimer szerkezete, a receptúra ​​és a feldolgozási körülmények szabályozzák, amelyek a hőfejlődés és a hűtés egy meghatározott egyensúlyát eredményezik. Következésképpen a kristályosság gyakran heterogén, a hőelőzmények eltérőek az alkatrészek vagy áruk külső és belső rétege esetében.

A nukleálószerek és derítőszerek felgyorsítják és hangolják a kristályosodást, lehetővé téve a félkristályos polimerek végső tulajdonságainak a funkcionális követelményekhez való igazítását.

· Polipropilén készítményekben a nukleálószerek (más néven nukleátorok) hozzáadása javítja a teljesítményt és a feldolgozási tulajdonságokat, például:

· Fokozott tisztaság és csökkentett homályosság

· Fokozott szilárdság és merevség

· Javított hőelhajlási hőmérséklet (HDT)

· Csökkentett ciklusidő

· Csökkent vetemedés és egyenletesebb zsugorodás

· Csökkent pigmentérzékenység a különböző színek hatására bekövetkező tulajdonságváltozásokkal szemben

· Jobb feldolgozhatóság bizonyos alkalmazásokban

Így a nukleáció hatékony módja a polipropilén fizikai, mechanikai és optikai tulajdonságainak javítására. Az átlátszóság, a méretstabilitás, a vetemedés, a zsugorodás, a CLTE, a HDT, a mechanikai tulajdonságok és a záróhatás javítható a nukleátorok vagy derítőszerek gondos megválasztásával.

II. Polipropilén és kristályossága

A polipropilén egy széles körben használt kristályos, tömegpolimer, amelyet propén monomer polimerizációjával állítanak elő. Polimerizáció során a PP három alapvető láncszerkezetet képezhet (ataktikus, izotaktikus, szindiotaktikus) a metilcsoportok helyzetétől függően. A polimer kristályosságát a következők jellemzik:

· A kristályok alakja és mérete

· A kristályossági arányok, és végül

· A kristályok orientációja

Az izotaktikus polipropilén (iPP) egy félig kristályos polimer. Kiváló ár-érték arány jellemzi, így széles körben alkalmazható, például autóiparban, háztartási gépekben, csővezetékekben, csomagolásban stb.

Az iPP izotakticitási indexe közvetlenül összefügg a kristályossági fokkal, ami jelentős hatással van a polimer teljesítményére. Az izotakticitás növeli a kristályosodási kinetikát, a hajlítási modulust, a keménységet és az átlátszóságot, valamint csökkenti az ütésállóságot és az áteresztőképességet.

Az alábbi táblázat két eltérő izotakticitási indexű polipropilén homopolimer tulajdonságait hasonlítja össze.

III. Polipropilén kristályosodása
A körülményektől függően az izotaktikus polipropilén négy különböző fázisba kristályosodhat: α, β, γ és mezomorf szmektikus fázisba. Az α és β fázisok a legfontosabbak.

α fázis

1. Ez a fázis stabilabb és jobban ismert.

2. Ezek a kristályok a monoklin kristályrendszerhez tartoznak.

β fázis

1. Ez a fázis metastabil, kristályai a pszeudo-hexagonális kristályrendszerhez tartoznak.

2. A β fázis főként blokk kopolimerizált polipropilénben található meg, és specifikus nukleálószerek hozzáadásával állítható elő.

3. Ezt a kristályformát Padden és Keith fedezte fel 1953-ban; képződését elősegítheti 130°C és 132°C közötti kristályosítás, nagy nyíróerejű orientáció vagy specifikus nukleálószerek hozzáadása.

4. A β fázis jelenléte a polipropilén homopolimerekben általában javítja a késztermék képlékenységét, és a hatás akkor a legjelentősebb, ha a β fázis tartalma eléri a 65%-ot.

γ fázis

1. Ez a fázis metastabil is, triklin kristályokkal.

2. Ez a kristályforma ritka; főként kis molekulatömegű polipropilénben fordul elő, és rendkívül magas nyomás és rendkívül alacsony hűtési sebesség alatti kristályosodással képződik.

Ⅳ. Nukleációs folyamat polipropilénben

Közismert, hogy a polimerek kristályosodásának kiindulópontja a katalizátor olvadékszerű maradványaiban, szennyeződésekben, porban stb. természetesen jelen lévő apró csírák (kis részecskék). Ezután a kristályos morfológia módosítható és szabályozható a polimer olvadékba juttatott „mesterséges” csírák hozzáadásával. Ezt a műveletet nukleációnak nevezik.

Nukleátorokat vagy nukleálószereket alkalmaznak, amelyek helyeket biztosítanak a kristályok iniciálásához.

A derítőszerek a nukleátorok egy alcsaládja, amelyek kisebb kristályokat biztosítanak, amelyek kevesebb fényt szórnak, és ennek eredményeként javítják az átlátszóságot egy alkatrész azonos falvastagsága mellett.

Ezen nukleálószerek szerepe a kész alkatrészek fizikai és mechanikai tulajdonságainak javítása.

III. Nukleátorok és derítőszerek: Gazdag adalékanyag-választék

Szemcsés nukleációs szerek

A szemcsés nukleálószerek/nukleánsok jellemzően magas olvadáspontú vegyületek, amelyeket a polimerolvadékban kompaundálás útján diszpergálnak. Ezek a részecskék különálló „pontmagokként” működnek, amelyeken a polimer kristálynövekedés megkezdődhet.

A magas kristálymag-koncentráció gyorsabb kristályosodáshoz (rövidebb ciklusidőkhöz) és magasabb kristályossági szinthez vezet, ami javítja a PP szilárdságát, merevségét és HDT-jét.

A kristályaggregátumok (szferolitok) kis mérete csökkenti a fényszórást és javítja az átlátszóságot.

A gyakran használt szemcsés nukleálószerek közé tartoznak a sók és ásványi anyagok, például a talkum, a nátrium-benzoát, a foszfát-észterek és más szerves sók.

A talkumot és a nátrium-benzoátot alacsony teljesítményű, olcsó nukleánsnak tekintik, és szerény javulást biztosítanak a szilárdságban, a merevségben, a HDT-ben és a ciklusidőben.

A nagy teljesítményű, drága nukleánsok, mint például a foszfát-észterek és a bicikloheptán sók, jobb fizikai tulajdonságokat és némi javulást biztosítanak az átlátszóságban.

Oldható nukleációs ágensek

Az oldható nukleálószerek, amelyeket „olvadékérzékenyeknek” is neveznek, jellemzően alacsony olvadásponttal rendelkeznek, és feloldódnak az olvadt PP-ben.

Ahogy a polimerolvadék lehűl a formában, ezek a nukleánsok először kristályosodnak ki, finoman eloszlatott, rendkívül nagy felületű hálózatot alkotva.

Ahogy a hőmérséklet tovább csökken, a hálózatot alkotó fibrillák magként működnek, és megindítják a polimer kristályosodását.

A rendkívül magas atommag-koncentráció nagyon apró PP kristályaggregátumokhoz vezet, amelyek a legalacsonyabb fényszórást és a legjobb tisztaságot biztosítják.

Minden derítőszer nukleálószer, de nem minden nukleálószer jó derítőszer.

Néhány gyakori nukleálószer, mint például a nátrium-benzoát és a talkum, nem csökkenti a szferolit méretét kellő mértékben ahhoz, hogy alacsony homályosságú és nagy átlátszóságú fröccsöntött alkatrészt eredményezzen. A legjobb átlátszóságot általában oldható nukleálószerek használatával érik el.

Az oldható szerves vegyületek, amelyek derítőszerként működnek, közé tartoznak a szorbitolok, nonotolok és trisamidok.

Bár ezeket a nukleánsokat elsősorban a nagy tisztaság és az alacsony homályosság elérésére használják, javítják a fizikai tulajdonságokat és csökkentik a ciklusidőt is.

Részecske alakja és képaránya

A tűszerű alakú nukleáns részecskék (mint például az ADK STAB NA-11) eltérő zsugorodási értékeket eredményezhetnek a gépirányban és keresztirányban. Ez a zsugorodási anizotrópia vetemedést okozhat a végső alkatrészben. A sík geometriájú nukleáns részecskék egyenletesebb zsugorodást biztosíthatnak mindkét irányban, ami kisebb vetemedést eredményez.

Részecskeméret és részecskeméret-eloszlás

A kisebb részecskeméret jobb nukleációt eredményez, de a kisebb részecskéket nehezebb diszpergálni is. Egyes nukleáns részecskék, például a nátrium-benzoát, hajlamosak újra agglomerálódni.

Használt savmegkötő

Néhány savmegkötő anyag, mint például a zsírsavak sói (pl. kalcium-sztearát), antagonista hatást gyakorolhat bizonyos nukleánsokra, például a foszfát-észterekre és a nátrium-benzoátra. Ezekkel a nukleánsokkal dihidrotalcitot kell használni.

Soha ne használjon kalcium-sztearátot nátrium-benzoáttal, mivel a kalcium-sztearát teljesen semlegesíti a nátrium-benzoát nukleációját.

Diszperzió mértéke és diszpergálatlan agglomerátumok jelenléte

A nátrium-benzoát gyakran agglomerátumokat képez, és nehezen diszpergálható megfelelően.

Olvadási hőmérséklet

A szorbitoloknak magasabb olvadási hőmérsékletre van szükségük a legjobb átlátszóság eléréséhez, mivel teljesen fel kell oldódniuk a polimerolvadékban.

Szinergiák és antagonizmusok a nukleánsok és más adalékanyagok között

A savmegkötők lehetnek szinergikusak vagy antagonisták. A zsírsavsók hátrányosan befolyásolják a foszfátészterrel nukleált PP modulusát.

Válassza a jobb oldaltNukleánsokés PP derítőszerek

Mielőtt kiválasztaná a megfelelő gócképző vagy derítőszert a PP-alkalmazásához, határozza meg, hogy melyik tulajdonságjavítás érdekli leginkább:

a. Ha az alacsony zavarosság és a nagy tisztaság fontos, akkor válasszon egyet az oldható derítőszerek közül.

b. Alacsonyabb tisztasági követelmények esetén afoszfát-észterekhasználható.

c. Ha a nagy modulus a legfontosabb, akkor válasszon egyet a foszfát-észterek közül.

d. Ha az alacsony költség a legfontosabb, akkor válassza a nátrium-benzoátot.

e. Ha a vetemedés és a pigmentérzékenység alacsony, akkor válassza a bicikloheptánsót.

Az is elengedhetetlen, hogy eldöntsük, hogyan kerül a nukleáns beépítése a PP gyantába. Mindig végezzünk megfelelő teszteket a megfelelő diszperzió és nukleáció elérésének biztosítása érdekében.

Végezzen DSC-t a nukleált PP gyantán. A ciklusidő javulása általában korrelál a kristályosodási hőmérséklet (Tc) növekedésével. A fröccsöntött minta vizsgálati tulajdonságai.

Ha érdeklődni szeretne a nukleálószerekkel kapcsolatos termékekről, kérjük, forduljon hozzánk bizalommal.lépjen kapcsolatba velünkbármikor.