Polipropilēns ir plaši izmantots polimērs, ko plaši izmanto dažādos pielietojumos, pateicoties tā lieliskajai īpašību kombinācijai. Tā īpašības, piemēram, fizikālās, mehāniskās un optiskās, var vēl vairāk uzlabot, izmantojot atbilstošus kodolveidojošus līdzekļus un dzidrinātājus. Šīs piedevas palīdz PP kristalizēties apstrādes laikā, tādējādi uzlabojot jau iegūtās īpašības.

Izprotiet, kā lietot kodolveidojošus līdzekļus un dzidrinātājus, kā arī saņemiet izvēles padomus, lai efektīvi palielinātu ražošanas ātrumu, modificētu struktūru un morfoloģiju un samazinātu polipropilēna formulu miglošanos.

I. Nukleējošo dzidrinātāju loma PP

Puskristālisko polimēru kristalinitāte ir atbildīga par daudzām īpašībām, piemēram, izmēru stabilitāti, dzidrumu un izturību.

Noteiktai detaļai un procesam kristalinitāti kontrolē polimēra struktūra, formula un apstrādes apstākļi, kas rada īpašu siltuma uzkrāšanās un dzesēšanas līdzsvaru. Līdz ar to kristalinitāte bieži vien ir neviendabīga, un detaļu vai preču virskārtas un kodola siltuma vēsture atšķiras.

Nukleācijas līdzekļi un dzidrinātāji paātrina un regulē kristalizāciju, ļaujot pielāgot puskristālisko polimēru galīgās īpašības funkcionālajām prasībām.

·Poliprilēna formulās kodolveidojošu vielu (sauktu arī par kodolveidotājiem) pievienošana uzlabo veiktspēju un apstrādes īpašības, piemēram:

· Uzlabota skaidrība un samazināta migla

· Uzlabota izturība un stingrība

· Uzlabota siltuma novirzes temperatūra (HDT)

· Samazināts cikla laiks

· Samazināta deformācija un vienmērīgāka saraušanās

· Samazināta pigmenta jutība pret īpašību izmaiņām, lietojot dažādas krāsas

·Uzlabota apstrādājamība noteiktās lietojumprogrammās

Tādējādi nukleācija ir spēcīgs veids, kā uzlabot polipropilēna fizikālās, mehāniskās un optiskās īpašības. Dzidrību, izmēru stabilitāti, deformāciju, saraušanos, CLTE, HDT, mehāniskās īpašības un barjeras efektu var uzlabot, rūpīgi izvēloties nukleatorus vai dzidrinātājus.

II. Polipropilēns un tā kristalitāte

Polipropilēns ir plaši izmantots kristālisks, patēriņam paredzēts polimērs, kas iegūts, polimerizējot propēna monomēru. Polimerizācijas rezultātā PP var veidot trīs pamata ķēdes struktūras (ataktisku, izotaktisku, sindiotaktisku) atkarībā no metilgrupu pozīcijas. Polimēra kristāliskumu raksturo:

· Kristalītu formas un izmēri

·Kristalitātes attiecības un galu galā

· Kristalītu orientācija

Izotaktiskais polipropilēns (iPP) ir daļēji kristālisks polimērs. Tam raksturīga lieliska izmaksu un veiktspējas attiecība, kas padara to ļoti pievilcīgu plašā pielietojumu klāstā, piemēram, automobiļos, ierīcēs, cauruļvados, iepakojumā utt.

iPP izotaktiskuma indekss ir tieši saistīts ar kristalinitātes pakāpi, kam ir būtiska ietekme uz polimēra veiktspēju. Izotaktiskums palielina kristalizācijas kinētiku, lieces moduli, cietību un caurspīdīgumu, kā arī samazina triecienizturību un caurlaidību.

Zemāk esošajā tabulā ir salīdzinātas divu polipropilēna homopolimēru īpašības ar atšķirīgu izotaktiskuma indeksu.

III. Polipropilēna kristalizācija
Atkarībā no apstākļiem izotaktiskais polipropilēns var kristalizēties četrās dažādās fāzēs, ko apzīmē ar α, β, γ un mezomorfisko smektisko fāzi. Α un β fāzes ir vissvarīgākās.

α fāze

1. Šī fāze ir stabilāka un labāk zināma.

2. Šie kristāli pieder monoklīnisko kristālu sistēmai.

β fāze

1. Šī fāze ir metastabilā, un tās kristāli pieder pseido-heksagonālajai kristālu sistēmai.

2. β fāze galvenokārt pastāv blokkopolimerizētā polipropilēnā, un to var ģenerēt, pievienojot īpašus kodolveidojošus līdzekļus.

3. Šo kristāla formu 1953. gadā atklāja Padens un Kīts; to var veicināt, kristalizējot 130–132 °C temperatūrā, izmantojot augstas bīdes orientāciju vai pievienojot specifiskus kodolveidojošus līdzekļus.

4. β fāzes klātbūtne polipropilēna homopolimēros parasti uzlabo gatavā produkta plastiskumu, un efekts ir visievērojamākais, ja β fāzes saturs sasniedz 65%.

γ fāze

1. Arī šī fāze ir metastabilā, ar triklīniskiem kristāliem.

2. Šī kristāla forma ir neparasta; tā galvenokārt parādās zemas molekulmasas polipropilēnā un veidojas kristalizācijas ceļā ārkārtīgi augsta spiediena un ārkārtīgi zema dzesēšanas ātruma apstākļos.

Ⅳ. Nukleācijas process polipropilēnā

Ir labi zināms, ka polimēru kristalizācijas sākuma punkts ir mazi mikrobi (mazas daļiņas), kas dabiski ietilpst kausējumam līdzīgos katalizatora atlikumos, piemaisījumos, putekļos utt. Pēc tam ir iespējams modificēt un kontrolēt kristālisko morfoloģiju, pievienojot polimēra kausējumā "mākslīgus" mikrobus. Šo darbību sauc par nukleāciju.

Tiek izmantoti nukleatori vai kodolveidojošie līdzekļi, kas nodrošina vietas kristālu iniciēšanai.

Dzidrinātāji ir nukleatoru apakšgrupa, kas nodrošina mazākus kristalītus, kas izkliedē mazāk gaismas un rezultātā uzlabo dzidrumu tāda paša detaļas sienas biezuma gadījumā.

Šo kodolveidojošo vielu loma ir uzlabot gatavo detaļu fizikālās un mehāniskās īpašības.

III. Nukleatori un dzidrinātāji: bagātīgs piedevu klāsts

Daļiņu kodolveidojošie aģenti

Daļiņu kodolveidotāji/nukleanti parasti ir augstas kušanas temperatūras savienojumi, kas tiek izkliedēti polimēra kausējumā, izmantojot maisījumu. Šīs daļiņas darbojas kā atsevišķi "punktveida kodoli", uz kuriem var sākties polimēra kristālu augšana.

Augsta kodolu koncentrācija noved pie ātrākas kristalizācijas (īsākiem cikla laikiem) un augstāka kristāliskuma līmeņa, kas uzlabo PP izturību, stingrību un HDT.

Kristālu agregātu (sferulītu) mazais izmērs samazina gaismas izkliedi un uzlabo skaidrību.

Visbiežāk izmantotie daļiņu kodolveidojošie līdzekļi ir sāļi un minerālvielas, piemēram, talks, nātrija benzoāts, fosfātu esteri un citi organiskie sāļi.

Talks un nātrija benzoāts tiek uzskatīti par zemas veiktspējas, lētiem kodoliem, un tie nodrošina nelielu izturības, stingrības, HDT un cikla laika uzlabojumu.

Augstas veiktspējas, dārgie nukleanti, piemēram, fosfātu esteri un bicikloheptāna sāļi, nodrošina labākas fizikālās īpašības un nedaudz uzlabo dzidrumu.

Šķīstošie kodolveidojošie līdzekļi

Šķīstošiem kodolveidotājiem, kurus sauc arī par “kušanas jutīgiem”, parasti ir zema kušanas temperatūra, un tie izšķīst izkausētā polipropilēnā (PP).

Polimēra kausējumam atdziestot veidnē, šie nukleanti vispirms kristalizējas, veidojot smalki izkliedētu tīklu ar ārkārtīgi lielu virsmas laukumu.

Temperatūrai turpinot kristies, šo tīklu veidojošās fibrillas darbojas kā kodoli, lai uzsāktu polimēra kristalizāciju.

Ārkārtīgi augstā kodolu koncentrācija rada ļoti mazus PP kristālu agregātus, kas nodrošina viszemāko gaismas izkliedes līmeni un vislabāko skaidrību.

Visi dzidrinātāji ir nukleanti, bet ne visi nukleanti ir labi dzidrinātāji.

Daži izplatīti nukleanti, piemēram, nātrija benzoāts un talks, nepietiekami samazina sferulīta izmēru, lai iegūtu zemu dūmakainību un augstu dzidrumu. Vislabākā dzidrība parasti tiek panākta, izmantojot šķīstošos nukleantus.

Šķīstošie organiskie savienojumi, kas darbojas kā dzidrinātāji, ir sorbīti, nonotoli un trisamīdi.

Lai gan šos kodolus galvenokārt izmanto, lai panāktu augstu dzidrumu un zemu dūmakainību, tie arī uzlabo fizikālās īpašības un samazina cikla laiku.

Daļiņu forma un malu attiecība

Kodoldaļiņas ar adatas formas formu (piemēram, ADK STAB NA-11) var izraisīt atšķirīgas saraušanās vērtības mašīnas un šķērsvirzienā. Šī saraušanās anizotropija var izraisīt deformāciju gala detaļā. Kodoldaļiņas ar plakanu ģeometriju var nodrošināt vienmērīgāku saraušanos abos virzienos, kas samazina deformāciju.

Daļiņu izmērs un daļiņu izmēru sadalījums

Mazāks daļiņu izmērs uzlabo kodolu veidošanos, taču mazākas daļiņas var būt arī grūtāk disperģēt. Dažas kodolu veidojošas daļiņas, piemēram, nātrija benzoāts, mēdz atkārtoti aglomerēties.

Izmantots skābes savācējs

Daži skābju uztvērēji, piemēram, taukskābju sāļi (piemēram, kalcija stearāts), var būt antagonistiski pret noteiktiem nukleantiem, piemēram, fosfātu esteriem un nātrija benzoātu. Kopā ar šiem nukleantiem jālieto dihidrotalcīts.

Nekad nelietojiet kalcija stearātu kopā ar nātrija benzoātu, jo kalcija stearāts pilnībā neitralizēs nātrija benzoāta kodolu veidošanos.

Dispersijas pakāpe un nedispersu aglomerātu klātbūtne

Nātrija benzoāts bieži veido aglomerātus un ir grūti pareizi disperģēt.

Kušanas temperatūra

Sorbitoliem nepieciešama augstāka kušanas temperatūra, lai nodrošinātu vislabāko dzidrumu, jo tiem pilnībā jāizšķīst polimēra kausējumā.

Sinerģijas un antagonismi starp nukleantiem un citām piedevām

Skābju uztvērēji var būt sinerģiski vai antagonistiski. Taukskābju sāļi negatīvi ietekmē fosfātu estera nukleētā PP moduli.

Izvēlieties laboKodolsun PP dzidrinātāji

Pirms izvēlēties piemērotu kodolveidošanas vai dzidrināšanas līdzekli savam PP pielietojumam, nosakiet, kurš īpašību uzlabojums jūs visvairāk interesē:

a. Ja ir svarīga zema miglainība un augsta dzidrība, izvēlieties vienu no šķīstošajiem dzidrinātājiem.

b. Zemākām skaidrības prasībāmfosfātu esterivar izmantot.

c. Ja vissvarīgākais ir augsts modulis, tad izvēlieties vienu no fosfātu esteriem.

d.Ja vissvarīgākā ir zemā cena, tad izvēlieties nātrija benzoātu.

e. Ja vissvarīgākā ir zema deformācija un zema pigmenta jutība, tad izvēlieties bicikloheptāna sāli.

Ir arī svarīgi izlemt, kā nukleants tiks iestrādāts PP sveķos. Vienmēr veiciet atbilstošus testus, lai pārliecinātos, ka ir panākta laba dispersija un nukleācija.

Veiciet DSC testu ar kodolotu PP sveķiem. Cikla laika uzlabojumi parasti korelē ar kristalizācijas temperatūras (Tc) paaugstināšanos. Formētā parauga testa īpašības.

Ja vēlaties uzzināt par produktiem, kas saistīti ar kodolveidojošiem līdzekļiem, lūdzu, sazinieties ar mums.sazinieties ar mumsjebkurā laikā.