Полипропиленот е широко користен полимер кој се користи во различни апликации поради неговата одлична комбинација на својства. Неговите својства, како што се физичките, механичките и оптичките, можат дополнително да се подобрат со соодветна употреба на нуклеациони и бистрички агенси. Овие адитиви помагаат во кристализацијата на PP за време на обработката, со што се подобруваат веќе стекнатите својства.

Разберете како да користите агенси за нуклеирање и агенси за прочистување, како и добијте совети за избор за ефикасно зголемување на стапката на производство, модифицирање на структурата и морфологијата и намалување на замаглувањето во вашите формулации на полипропилен.

I. Улога на нуклеирачките прочистувачки агенси во PP

Кристалноста на полукристалните полимери е одговорна за многу од карактеристиките, како што се димензионалната стабилност, бистрината и цврстината.

За дефиниран дел и процес, кристалноста е контролирана од структурата на полимерот, формулацијата и условите за обработка што резултираат со специфична рамнотежа на акумулирање на топлина и ладење. Следствено, кристалноста е често хетерогена, историјата на топлина е различна за обвивката и јадрото на деловите или стоката.

Средствата за нуклеација и бистречите ја забрзуваат и прилагодуваат кристализацијата, овозможувајќи прилагодување на крајните својства на полукристалните полимери според функционалните барања.

· Во полипропиленските формулации, додавањето агенси за нуклеација (исто така наречени нуклеатори) резултира со подобрени перформанси и својства на обработка, како што се:

· Подобрена јасност и намалена магла

· Подобрена цврстина и цврстина

· Подобрена температура на отклонување на топлината (HDT)

· Намалено време на циклус

· Намалено искривување и порамномерно собирање

· Намалена чувствителност на пигменти во однос на промените на својствата со различни бои

· Подобрена обработливост во одредени апликации

Според тоа, нуклеацијата е моќен начин за подобрување на физичките, механичките и оптичките својства на полипропиленот. Јасноста, димензионалната стабилност, искривувањето, собирање, CLTE, HDT, механичките својства и бариерниот ефект можат да се подобрат со внимателен избор на нуклеатори или бистречи.

II. Полипропилен и неговата кристалност

Полипропиленот е широко користен кристален, стоков полимер направен од полимеризација на пропен мономер. По полимеризација, PP може да формира три основни синџирни структури (атактични, изотактични, синдиотактични) во зависност од положбата на метил групите. Кристалноста на полимерот се карактеризира со:

· Облиците и големините на кристалитите

· Односите на кристалиност, и на крајот

· Ориентација на кристалити

Изотактичкиот полипропилен (iPP) е полукристален полимер. Се карактеризира со одличен сооднос цена-перформанси, што го прави многу привлечен во широк спектар на апликации како што се автомобилската индустрија, апаратите за домаќинство, цевките, пакувањето итн.

Индексот на изотактичност на iPP е директно поврзан со степенот на кристаличност, што има големо влијание врз перформансите на полимерот. Изотактичноста ја зголемува кинетиката на кристализација, модулот на свиткување, тврдоста и транспарентноста, а ја намалува отпорноста на удар и пропустливоста.

Табелата подолу ги споредува својствата на два полипропиленски хомополимери со различен индекс на изотактичност.

III. Кристализација на полипропилен
Во зависност од условите, изотактичниот полипропилен може да кристализира во четири различни фази означени како α, β, γ и мезоморфна смектичка. α и β фазите се најважни.

α фаза

1. Оваа фаза е постабилна и добро позната.

2. Овие кристали припаѓаат на моноклиничниот кристален систем.

β фаза

1. Оваа фаза е метастабилна, а нејзините кристали припаѓаат на псевдохексагоналниот кристален систем.

2. β фазата главно постои во блок-кополимеризиран полипропилен и може да се генерира со додавање на специфични агенси за нуклеација.

3. Оваа кристална форма ја откриле Паден и Кит во 1953 година; може да се развие со кристализација помеѓу 130°C и 132°C, ориентација со висок смолкнување или додавање на специфични агенси за нуклеација.

4. Присуството на β фазата во полипропиленските хомополимери обично ја подобрува еластичноста на готовиот производ, а ефектот е најзначаен кога содржината на β фазата достигнува 65%.

γ фаза

1. Оваа фаза е исто така метастабилна, со триклински кристали.

2. Оваа кристална форма е невообичаена; главно се појавува во полипропилен со ниска молекуларна тежина и се формира со кристализација под екстремно висок притисок и екстремно ниски стапки на ладење.

Ⅳ. Процес на нуклеација во полипропилен

Општо е познато дека почетната точка на кристализација на полимерите се мали микроорганизми (мали честички) природно вклучени во остатоците од катализаторот во форма на стопена маса, нечистотии, прашина итн. Потоа е можно да се модифицира и контролира кристалната морфологија со додавање на „вештачки“ микроорганизми воведени во стопената маса на полимерот. Оваа операција се нарекува нуклеација.

Се користат нуклеатори или нуклеирачки агенси кои обезбедуваат места за иницијација на кристали.

Бистрификаторите се подсемејство на нуклеатори кои обезбедуваат помали кристалити кои расејуваат помалку светлина и, како резултат на тоа, ја зголемуваат бистрината при иста дебелина на ѕидот на делот.

Улогата на овие агенси за нуклеација е да ги подобрат физичките и механичките својства на готовите делови.

Ⅴ. Нуклеатори и разјаснувачи: Богат панел на адитиви

Агенси за нуклеација на честички

Честичките нуклеациони агенси/нуклеанти се типично соединенија со висока температура на топење кои се дисперзираат во полимерниот растоп преку соединување. Овие честички дејствуваат како посебни „точкести јадра“ ​​на кои може да започне растот на полимерните кристали.

Високата концентрација на јадра доведува до побрза кристализација (пократки времиња на циклусот) и повисоки нивоа на кристалинитет, што ја подобрува цврстината, цврстината и HDT на PP.

Малата големина на кристалните агрегати (сферулити) доведува до намалено расејување на светлината и подобрена јасност.

Најчесто користените честички за нуклеирање вклучуваат соли и минерали, како што се талк, натриум бензоат, фосфатни естри и други органски соли.

Талкот и натриум бензоатот се сметаат за нуклеанти со ниски перформанси и ниска цена и обезбедуваат скромно подобрување на цврстината, цврстината, HDT и времето на циклусот.

Нуклеансите со високи перформанси и висока цена, како што се фосфатните естри и бициклохептанските соли, даваат подобри физички својства и одредено подобрување на бистрината.

Растворливи нуклеарни агенси

Растворливите агенси за нуклеација, кои се нарекуваат и „чувствителни на топење“, обично имаат ниски точки на топење и се раствораат во стопениот PP.

Како што растопениот полимер се лади во калапот, овие нуклеанти прво кристализираат формирајќи фино распределена мрежа со екстремно голема површина.

Како што температурата продолжува да опаѓа, фибрилите што ја сочинуваат оваа мрежа функционираат како јадра за да ја иницираат кристализацијата на полимерот.

Исклучително високата концентрација на јадра доведува до многу мали PP кристални агрегати, кои даваат најниско ниво на расејување на светлината и најдобра јасност.

Сите бистречи се нуклеанти, но не сите нуклеанти се добри бистречи.

Некои вообичаени нуклеанти, како што се натриум бензоат и талк, не ја намалуваат големината на сферулитот доволно за да дадат мал замаглување и висока јасност на обликуваниот дел. Најдобрата јасност генерално се постигнува кога се користат растворливи нуклеанти.

Растворливи органски соединенија кои дејствуваат како бистречи вклучуваат сорбитоли, нонотоли, трисамиди.

Иако овие нуклеанти главно се користат за постигнување на висока јасност и ниска замагленост, тие исто така ги подобруваат физичките својства и го намалуваат времето на циклусот.

Облик на честички и сооднос на ширина и висина

Нуклеарните честички со иглести облици (како ADK STAB NA-11) можат да доведат до различни вредности на собирање во машинската и попречната насока. Оваа анизотропија на собирање може да доведе до искривување во завршниот дел. Нуклеарните честички со геометрија на рамничар можат да дадат порамномерно собирање во двете насоки, што доведува до помало искривување.

Големина на честички и распределба на големината на честичките

Помалата големина на честичките води до подобрено нуклеирање, но помалите честички може да бидат и потешки за дисперзија. Некои нуклеарни честички, како што е натриум бензоат, имаат тенденција повторно да се агломерираат.

Користен чистач на киселини

Некои чистачи на киселини, како што се солите на масни киселини (на пр. калциум стеарат) можат да бидат антагонистички настроени кон одредени нуклеанти, како што се фосфатните естри и натриум бензоат. Дихидроталцит треба да се користи со овие нуклеанти.

Никогаш не користете калциум стеарат со натриум бензоат бидејќи калциум стеаратот целосно ќе го поништи нуклеирањето на натриум бензоатот.

Степен на дисперзија и присуство на недисперзирани агломерати

Натриум бензоатот често формира агломерати и тешко е правилно да се дисперзира.

Температура на топење

Сорбитолите бараат повисоки температури на топење за да дадат најдобра бистрина, бидејќи тие мора целосно да се растворат во полимерниот растоп.

Синергии и антагонизми помеѓу нуклеантите и другите адитиви

Чистачите на киселини можат да бидат синергистички или антагонистички. Солите на масните киселини негативно влијаат на модулот на фосфатен естерски нуклеиран PP.

Изберете го деснотоНуклеансии разјаснувачи за PP

Пред да го изберете соодветниот агенс за нуклеирање или прочистување за вашата апликација за PP, одредете за кое подобрување на својствата сте најзаинтересирани:

a. Ако е важна малата замагленост и високата бистрина, тогаш изберете еден од растворливите бистречи.

б. За пониски барања за јасност,фосфатни естриможе да се користи.

в. Ако високиот модул е ​​од најголема важност, тогаш изберете еден од фосфатните естри.

г. Ако ниската цена е од најголема важност, тогаш изберете натриум бензоат.

e. Ако ниското искривување и ниската чувствителност на пигменти се од најголема важност, тогаш изберете ја бициклохептанската сол.

Исто така, императив е да се одлучи како нуклеантната супстанца ќе се инкорпорира во ПП смолата. Секогаш спроведувајте соодветни тестови за да се осигурате дека е постигната добра дисперзија и нуклеација.

Извршете DSC на нуклеираната PP смола. Подобрувањата во времето на циклусот генерално корелираат со зголемувањето на температурата на кристализација (Tc). Тестирајте ги својствата на обликуваниот примерок.

Доколку сакате да се распрашате за производи поврзани со нуклеарни агенси, слободноконтактирајте нево кое било време.