Il-polipropilene huwa polimeru użat ħafna f'applikazzjonijiet diversi minħabba l-kombinazzjoni eċċellenti ta' proprjetajiet tiegħu. Il-proprjetajiet tiegħu, bħal fiżiċi, mekkaniċi u ottiċi, jistgħu jittejbu aktar bl-użu xieraq ta' aġenti nukleanti u aġenti li jiċċaraw. Dawn l-addittivi jgħinu fil-kristallizzazzjoni tal-PP waqt l-ipproċessar, u b'hekk itejbu l-proprjetajiet diġà miksuba.

Ifhem kif tuża aġenti nukleanti u aġenti li jiċċaraw kif ukoll ikseb pariri dwar l-għażla biex iżżid b'mod effettiv ir-rata tal-produzzjoni, timmodifika l-istruttura u l-morfoloġija, u tnaqqas iċ-ċpar fil-formulazzjonijiet tal-polipropilene tiegħek.

I. Ir-Rwol tal-Aġenti Kjarifikanti tan-Nukleazzjoni fil-PP

Il-kristallinità tal-polimeri semi-kristallini hija responsabbli għal ħafna mill-karatteristiċi, bħall-istabbiltà dimensjonali, iċ-ċarezza, u r-reżistenza.

Għal parti u proċess definiti, il-kristallinità hija kkontrollata mill-istruttura tal-polimeru, il-formulazzjoni, u l-kundizzjonijiet tal-ipproċessar li jirriżultaw f'bilanċ speċifiku ta' akkumulazzjoni tas-sħana u tkessiħ. Konsegwentement, il-kristallinità ħafna drabi hija eteroġenja, fejn l-istorja tas-sħana hija differenti għall-ġilda u l-qalba tal-partijiet jew l-oġġetti.

L-aġenti nukleanti u l-kjarifikaturi jħaffu u jirfinaw il-kristallizzazzjoni u b'hekk jippermettu li l-proprjetajiet finali tal-polimeri semi-kristallini jiġu aġġustati għar-rekwiżiti funzjonali.

·Fil-formulazzjonijiet tal-polipropilene, iż-żieda ta' aġenti nukleanti (imsejħa wkoll nukleaturi) tirriżulta fi prestazzjoni u proprjetajiet ta' pproċessar imtejba, bħal:

· Ċarezza mtejba u ċpar imnaqqas

· Saħħa u ebusija mtejba

· Temperatura Mtejba tad-Deflessjoni tas-Sħana (HDT)

· Ħin taċ-ċiklu mnaqqas

· Tnaqqis fit-tgħawwiġ u jinxtorob aktar uniformi

· Sensittività mnaqqsa għall-pigment rigward bidliet fil-proprjetajiet b'kuluri differenti

·Proċessabilità mtejba f'ċerti applikazzjonijiet

Għalhekk, in-nukleazzjoni hija mod qawwi biex jittejbu l-proprjetajiet fiżiċi, mekkaniċi u ottiċi tal-polipropilene. Iċ-ċarezza, l-istabbiltà dimensjonali, it-tgħawwiġ, it-tinxtorob, is-CLTE, l-HDT, il-proprjetajiet mekkaniċi u l-effett tal-barriera jistgħu jittejbu bl-għażla bir-reqqa tan-nukleaturi jew tal-kjarifikaturi.

II. Il-Polipropilene u l-Kristallinità tiegħu

Il-polipropilene huwa polimeru kristallin użat ħafna, magħmul mill-polimerizzazzjoni tal-monomeru tal-propene. Mal-polimerizzazzjoni, il-PP jista' jifforma tliet strutturi bażiċi tal-katina (attika, iżotattika, sindiotattika) skont il-pożizzjoni tal-gruppi metiliċi. Il-kristallinità tal-polimeru hija kkaratterizzata minn:

·Il-forom u d-daqsijiet tal-kristallit

·Il-proporzjonijiet tal-kristallinità, u eventwalment

·L-orjentazzjoni tal-kristallit

Il-polipropilene iżotattiku (iPP) huwa polimeru semi-kristallin. Huwa kkaratterizzat minn proporzjon eċċellenti bejn l-ispiża u l-prestazzjoni, li jagħmilha attraenti ħafna f'firxa wiesgħa ta' applikazzjonijiet bħal karozzi, apparat domestiku, pajpijiet, imballaġġ, eċċ.

L-indiċi tal-iżotattiċità tal-iPP huwa direttament marbut mal-grad ta' kristallinità li għandu impatt kbir fuq il-prestazzjoni tal-polimeru. L-iżotattiċità żżid il-kinetika tal-kristallizzazzjoni, il-modulu tal-flessjoni, l-ebusija u t-trasparenza, u tnaqqas ir-reżistenza għall-impatt u l-permeabilità.

It-tabella t'hawn taħt tqabbel il-proprjetajiet ta' żewġ omopolimeri tal-polipropilene li għandhom indiċi ta' iżotattiċità differenti.

III. Kristallizzazzjoni tal-Polipropilene
Skont il-kundizzjonijiet, il-Polipropilene Iżotattiku jista' jikkristallizza f'erba' fażijiet differenti msejħa α, β, γ u smetika mesomorfika. Il-fażijiet α u β huma l-aktar importanti.

Fażi α

1. Din il-fażi hija aktar stabbli u magħrufa sew.

2. Dawn il-kristalli jappartjenu għas-sistema kristallina monoklinika.

Fażi β

1. Din il-fażi hija metastabbli, u l-kristalli tagħha jappartjenu għas-sistema kristallina psewdo-eżagonali.

2. Il-fażi β teżisti prinċipalment fil-polipropilene kopolimerizzat fi blokk u tista' tiġi ġġenerata billi jiżdiedu aġenti nukleanti speċifiċi.

3. Din il-forma ta' kristall ġiet skoperta minn Padden u Keith fl-1953; tista' tiġi promossa permezz tal-kristallizzazzjoni bejn 130°C u 132°C, orjentazzjoni ta' shear għoli, jew iż-żieda ta' aġenti nukleanti speċifiċi.

4. Il-preżenza tal-fażi β fl-omopolimeri tal-polipropilene ġeneralment ittejjeb id-duttilità tal-prodott lest, u l-effett huwa l-aktar sinifikanti meta l-kontenut tal-fażi β jilħaq il-65%.

Fażi γ

1. Din il-fażi hija wkoll metastabbli, bi kristalli trikliniċi.

2. Din il-forma ta' kristall mhijiex komuni; tidher l-aktar fil-polipropilene b'piż molekulari baxx u hija ffurmata permezz ta' kristallizzazzjoni taħt pressjoni għolja ħafna u rati ta' tkessiħ baxxi ħafna.

Ⅳ. Proċess ta' Nukleazzjoni fil-Polipropilene

Huwa magħruf sew li l-punt tat-tluq tal-kristallizzazzjoni tal-polimeri huwa mikrobi żgħar (partiċelli żgħar) inklużi b'mod naturali fir-residwi tal-katalist li jixbħu t-tidwib, impuritajiet, trab, eċċ. Imbagħad ikun possibbli li l-morfoloġija kristallina tiġi modifikata u kkontrollata biż-żieda ta' mikrobi "artifiċjali" introdotti fit-tidwib tal-polimeru. Din l-operazzjoni tissejjaħ Nukleazzjoni.

Jintużaw nukleaturi jew aġenti nukleanti li jipprovdu siti għall-bidu tal-kristalli.

Il-kjarifikaturi huma sottofamilja ta' nukleaturi li jipprovdu kristalliti iżgħar li jxerrdu inqas dawl u, bħala riżultat, itejbu ċ-ċarezza għall-istess ħxuna tal-ħajt ta' parti.

Ir-rwol ta' dawn l-aġenti nukleanti huwa li jtejbu l-proprjetajiet fiżiċi u mekkaniċi tal-partijiet lesti.

Ⅴ. Nukleaturi u Kjarifikaturi: Bord Għani ta' Addittivi

Aġenti Nukleanti Partikulati

L-aġenti nukleanti partikulati/nukleanti huma tipikament komposti b'temperatura għolja li jiġu mxerrda fit-tidwib tal-polimeru permezz ta' taħlit. Dawn il-partiċelli jaġixxu bħala 'nuklei puntwali' distinti li fuqhom jista' jibda t-tkabbir tal-kristalli tal-polimeru.

Il-konċentrazzjoni għolja ta' nuklei twassal għal kristallizzazzjoni aktar mgħaġġla (ħinijiet ta' ċiklu iqsar), u livelli ogħla ta' kristallinità, li ttejjeb is-saħħa, l-ebusija, u l-HDT tal-PP.

Id-daqs żgħir tal-aggregati tal-kristall (sferuliti) iwassal għal tnaqqis fit-tifrix tad-dawl u ċarezza mtejba.

L-aġenti nukleanti partikulati li jintużaw b'mod komuni jinkludu melħ u minerali, bħat-talc, il-benżoat tas-sodju, l-esteri tal-fosfat u melħ organiku ieħor.

It-talc u l-benżoat tas-sodju huma kkunsidrati bħala nukleanti ta' prestazzjoni baxxa u prezz baxx, u jipprovdu titjib modest fis-saħħa, l-ebusija, l-HDT, u l-ħin taċ-ċiklu.

In-nukleanti ta' prestazzjoni għolja u spiża għolja, bħall-esteri tal-fosfat u l-imluħa tal-biċikloeptan, jagħtu proprjetajiet fiżiċi aħjar u xi titjib fiċ-ċarezza.

Aġenti Nukleanti Solubbli

Aġenti nukleanti solubbli, li jissejħu wkoll 'sensittivi għat-tidwib', tipikament ikollhom punti ta' tidwib baxxi u jinħallu fil-PP imdewweb.

Hekk kif it-tidwib tal-polimeru jiksaħ fil-moffa, dawn in-nukleanti jikkristallizzaw l-ewwel u jiffurmaw netwerk imqassam fin b'erja tal-wiċċ estremament għolja.

Hekk kif it-temperatura tkompli tinżel, il-fibrilli li jiffurmaw din in-netwerk jiffunzjonaw bħala nuklei biex jibdew il-kristallizzazzjoni tal-polimeru.

Il-konċentrazzjoni estremament għolja ta' nuklei twassal għal aggregati żgħar ħafna tal-kristall PP, li jagħtu l-inqas livell ta' tifrix tad-dawl u l-aqwa ċarezza.

Il-kjarifikaturi kollha huma nukleanti, iżda mhux in-nukleanti kollha huma kjarifikaturi tajbin.

Xi nukleanti komuni, bħas-sodium benzoate u t-talc, ma jnaqqsux id-daqs tal-isferulite b'ammont suffiċjenti biex jagħtu parti ffurmata b'ċpar baxx u ċarezza għolja. L-aqwa ċarezza ġeneralment tinkiseb meta jintużaw nukleanti solubbli.

Komposti organiċi solubbli li jaġixxu bħala kjarifikaturi jinkludu sorbitoli, nonotoli, trisamidi.

Għalkemm dawn in-nukleanti jintużaw l-aktar biex jiksbu ċarezza għolja u ċpar baxx, itejbu wkoll il-proprjetajiet fiżiċi u jnaqqsu l-ħin taċ-ċiklu.

Forma tal-Partiċelli u Proporzjon tal-Aspett

Partiċelli nukleanti b'forom ta' labar (bħal ADK STAB NA-11) jistgħu jwasslu għal valuri ta' jinxtorob differenti fil-magna u fid-direzzjonijiet trasversali. Din l-anisotropija tat-tinxtorob tista' twassal għal tgħawwiġ fil-parti finali. Partiċelli nukleanti b'ġeometrija planer jistgħu jagħtu tinxtorob aktar uniformi fiż-żewġ direzzjonijiet li jwassal għal inqas tgħawwiġ.

Daqs tal-Partiċelli & Distribuzzjoni tad-Daqs tal-Partiċelli

Daqs iżgħar ta' partiċelli jwassal għal nukleazzjoni mtejba, iżda partiċelli iżgħar jistgħu wkoll ikunu aktar diffiċli biex jiġu mxerrda. Xi partiċelli nukleanti, bħall-benżoat tas-sodju, għandhom it-tendenza li jerġgħu jingħaqdu.

Kenniż tal-Aċidu Użat

Xi sustanzi li jneħħu l-aċidu, bħall-melħ tal-aċidi grassi (eż. stearat tal-kalċju) jistgħu jkunu antagonistiċi għal ċerti nukleanti, bħall-esteri tal-fosfat u l-benżoat tas-sodju. Id-diidrotalċit għandu jintuża ma' dawn in-nukleanti.

Qatt tuża calcium stearate ma' sodium benzoate peress li l-calcium stearate se jneħħi kompletament in-nukleazzjoni tas-sodium benzoate.

Grad ta' Tixrid u Preżenza ta' Agglomerati Mhux Mixrid

Il-benżoat tas-sodju spiss jifforma agglomerati u huwa diffiċli biex jinfirex sew.

Temperatura tat-Tidwib

Is-sorbitols jeħtieġu temperaturi ta' tidwib ogħla biex jagħtu l-aħjar ċarezza, peress li jridu jinħallu kompletament fit-tidwib tal-polimeru.

Sinerġiji u Antagoniżmi Bejn Nukleanti u Addittivi Oħra

L-aċidi li jkeċċu l-aċidu jistgħu jkunu sinerġistiċi jew antagonistiċi. L-imlieħ tal-aċidi grassi jaffettwaw ħażin il-modulu tal-PP nukleat bl-ester tal-fosfat.

Agħżel il-LeminNukleantiu Kjarifikaturi għall-PP

Qabel ma tagħżel l-aġent nukleanti jew li jiċċara adattat għall-applikazzjoni PP tiegħek, iddetermina liema titjib fil-proprjetà inti l-aktar interessat fih:

a.Jekk ċpar baxx u ċarezza għolja huma importanti, allura agħżel wieħed mill-kjarifikaturi solubbli.

b. Għal rekwiżiti ta' ċarezza aktar baxxi, il-esteri tal-fosfatjista' jintuża.

c. Jekk modulu għoli huwa tal-akbar importanza, allura agħżel wieħed mill-esteri tal-fosfat.

d. Jekk l-ispiża baxxa hija l-aktar importanti, allura agħżel il-benżoat tas-sodju.

e.Jekk it-tgħawwiġ baxx u s-sensittività baxxa tal-pigment huma tal-aktar importanza, allura agħżel il-melħ tal-biċikloeptan.

Huwa wkoll imperattiv li jiġi deċiż kif in-nukleant se jiġi inkorporat fir-reżina PP. Dejjem wettaq testijiet xierqa biex tiżgura li nkisbu dispersjoni u nukleazzjoni tajba.

Mexxi DSC fuq ir-reżina PP nukleata. It-titjib fil-ħin taċ-ċiklu ġeneralment jikkorrelata maż-żidiet fit-temperatura tal-kristallizzazzjoni (Tc). Ittestja l-proprjetajiet tal-kampjun iffurmat.

Jekk tixtieq tistaqsi dwar prodotti relatati ma' aġenti nukleanti, jekk jogħġbok tħossok liberu liikkuntattjanafi kwalunkwe ħin.