Polipropileni është një polimer i përdorur gjerësisht në aplikime të ndryshme për shkak të kombinimit të shkëlqyer të vetive të tij. Vetitë e tij, të tilla si fizike, mekanike dhe optike, mund të përmirësohen më tej me përdorimin e përshtatshëm të agjentëve që krijojnë bërthama dhe agjentëve sqarues. Këta aditivë ndihmojnë në kristalizimin e PP gjatë përpunimit, duke rritur kështu vetitë e fituara tashmë.

Kuptoni se si të përdorni agjentë bërthamorë dhe agjentë sqarues, si dhe merrni këshilla përzgjedhjeje për të rritur në mënyrë efektive shkallën e prodhimit, për të modifikuar strukturën dhe morfologjinë dhe për të zvogëluar mjegullën në formulimet tuaja të polipropilenit.

I. Roli i agjentëve sqarues bërthamorë në PP

Kristaliniteti i polimereve gjysmëkristaline është përgjegjës për shumë karakteristika, të tilla si stabiliteti dimensional, qartësia dhe fortësia.

Për një pjesë dhe proces të përcaktuar, kristaliniteti kontrollohet nga struktura e polimerit, formulimi dhe kushtet e përpunimit që rezultojnë në një ekuilibër specifik të grumbullimit të nxehtësisë dhe ftohjes. Si pasojë, kristaliniteti është shpesh heterogjen, historia e nxehtësisë është e ndryshme për lëkurën dhe bërthamën e pjesëve ose mallrave.

Agjentët nuklearizues dhe sqaruesit përshpejtojnë dhe akordojnë kristalizimin, duke lejuar përshtatjen e vetive fundore të polimereve gjysmëkristaline sipas kërkesave funksionale.

Në formulimet e polipropilenit, shtimi i agjentëve bërthamorë (të quajtur edhe bërthamëzues) rezulton në performancë dhe veti të përmirësuara të përpunimit, të tilla si:

· Qartësi e përmirësuar dhe mjegull e reduktuar

· Fortësi dhe ngurtësi e përmirësuar

· Temperaturë e Përmirësuar e Devijimit të Nxehtësisë (HDT)

· Kohë e reduktuar e ciklit

· Deformim i reduktuar dhe tkurrje më uniforme

· Ndjeshmëri e reduktuar e pigmentit në lidhje me ndryshimet e vetive me ngjyra të ndryshme

· Përmirësim i përpunueshmërisë në disa aplikacione

Kështu, formimi i bërthamave është një mënyrë e fuqishme për të përmirësuar vetitë fizike, mekanike dhe optike të polipropilenit. Qartësia, stabiliteti dimensional, deformimi, tkurrja, CLTE, HDT, vetitë mekanike dhe efekti barrierë mund të përmirësohen me zgjedhjen e kujdesshme të bërthamuesve ose sqaruesve.

II. Polipropileni dhe kristaliniteti i tij

Polipropileni është një polimer kristalor i përdorur gjerësisht, i prodhuar nga polimerizimi i monomerit të propenit. Pas polimerizimit, PP mund të formojë tre struktura bazike zinxhirësh (ataktike, izotaktike, sindiotaktike) në varësi të pozicionit të grupeve metil. Kristaliniteti i polimerit karakterizohet nga:

· Format dhe madhësitë e kristaliteve

·Raportet e kristalinitetit, dhe përfundimisht

· Orientimi i kristaliteve

Polipropileni izotaktik (iPP) është një polimer gjysmëkristalin. Ai karakterizohet nga një raport i shkëlqyer kostoje ndaj performancës, duke e bërë atë shumë tërheqës në një gamë të gjerë aplikimesh si automobila, pajisje shtëpiake, tubacione, paketim etj.

Indeksi i izotakticitetit të iPP-së është i lidhur drejtpërdrejt me shkallën e kristalinitetit, e cila ka një ndikim të madh në performancën e polimerit. Izotakticiteti rrit kinetikën e kristalizimit, modulin e përkuljes, fortësinë dhe transparencën, dhe zvogëlon rezistencën ndaj goditjes dhe përshkueshmërinë.

Tabela më poshtë krahason vetitë e dy homopolimerëve të polipropilenit që kanë një indeks të ndryshëm izotakticiteti.

III. Kristalizimi i Polipropilenit
Në varësi të kushteve, Polipropileni Izotaktik mund të kristalizohet në katër faza të ndryshme të shënuara α, β, γ dhe smektike mezomorfe. Fazat α dhe β janë më të rëndësishmet.

Faza α

1. Kjo fazë është më e qëndrueshme dhe e njohur mirë.

2. Këto kristale i përkasin sistemit kristalor monoklinik.

Faza β

1. Kjo fazë është metastabile dhe kristalet e saj i përkasin sistemit kristalor pseudo-hekagonal.

2. Faza β ekziston kryesisht në polipropilenin e kopolimerizuar në bllok dhe mund të gjenerohet duke shtuar agjentë specifikë bërthamëzimi.

3. Kjo formë kristalore u zbulua nga Padden dhe Keith në vitin 1953; ajo mund të nxitet nga kristalizimi midis 130°C dhe 132°C, orientimi me prerje të lartë ose shtimi i agjentëve specifikë të formimit të bërthamave.

4. Prania e fazës β në homopolimerët e polipropilenit zakonisht përmirëson duktilitetin e produktit të përfunduar, dhe efekti është më i rëndësishëm kur përmbajtja e fazës β arrin 65%.

Faza γ

1. Kjo fazë është gjithashtu metastabile, me kristale triklinike.

2. Kjo formë kristalore është e pazakontë; shfaqet kryesisht në polipropilen me peshë të ulët molekulare dhe formohet nga kristalizimi nën presion jashtëzakonisht të lartë dhe shpejtësi ftohjeje jashtëzakonisht të ulëta.

Ⅳ. Procesi i formimit të bërthamave në polipropilen

Është e njohur mirë se pika fillestare e kristalizimit të polimerëve janë mikrobe të vogla (grimca të vogla) të përfshira natyrshëm në mbetjet e katalizatorit të shkrirë, papastërtitë, pluhuri etj. Më pas është e mundur të modifikohet dhe kontrollohet morfologjia kristalore duke shtuar mikrobe "artificiale" të futura në shkrirjen e polimerit. Ky operacion quhet Bërthamëzimi.

Përdoren bërthamorë ose agjentë bërthamëzimi që ofrojnë vende për fillimin e kristaleve.

Qartësuesit janë një nënfamilje e bërthamëzimit që ofrojnë kristalite më të vegjël që shpërndajnë më pak dritë dhe, si rezultat, rrisin qartësinë për të njëjtën trashësi muri të një pjese.

Roli i këtyre agjentëve bërthamorë është të përmirësojnë vetitë fizike dhe mekanike të pjesëve të përfunduara.

Ⅴ. Bërthamuesit dhe sqaruesit: Një panel i pasur aditivësh

Agjentët e Bërthamëzimit të Grimcave

Agjentët/bërthamorët grimcorë që formojnë bërthama janë zakonisht komponime me shkrirje të lartë të cilat shpërndahen në shkrirjen e polimerit nëpërmjet formimit të përbërësve. Këto grimca veprojnë si 'bërthama pikësore' të dallueshme mbi të cilat mund të fillojë rritja e kristalit të polimerit.

Përqendrimi i lartë i bërthamave çon në kristalizim më të shpejtë (kohëzgjatje më të shkurtra të ciklit) dhe nivele më të larta të kristalinitetit, të cilat përmirësojnë fortësinë, ngurtësinë dhe HDT-në e PP-së.

Madhësia e vogël e agregateve kristalore (sferuliteve) çon në shpërndarje të reduktuar të dritës dhe qartësi të përmirësuar.

Agjentët grimcorë që përdoren zakonisht për formimin e bërthamave përfshijnë kripëra dhe minerale, të tilla si talk, benzoat natriumi, estere fosfati dhe kripëra të tjera organike.

Talku dhe benzoati i natriumit konsiderohen si bërthama me performancë të ulët dhe kosto të ulët, dhe ofrojnë një përmirësim modest në forcën, ngurtësinë, HDT-në dhe kohën e ciklit.

Bërthamat me performancë të lartë dhe kosto të lartë, siç janë esteret e fosfatit dhe kripërat e bicikloheptanit, japin veti fizike më të mira dhe disa përmirësime në qartësi.

Agjentë të tretshëm bërthamorë

Agjentët e tretshëm që formojnë bërthama, të cilët quhen edhe 'të ndjeshëm ndaj shkrirjes', zakonisht kanë pika të ulëta shkrirjeje dhe treten në PP të shkrirë.

Ndërsa shkrirja e polimerit ftohet në myk, këto bërthama kristalizohen të parat duke formuar një rrjet të shpërndarë imët me sipërfaqe jashtëzakonisht të lartë.

Ndërsa temperatura vazhdon të bjerë, fibrilet që përbëjnë këtë rrjet funksionojnë si bërthama për të filluar kristalizimin e polimerit.

Përqendrimi jashtëzakonisht i lartë i bërthamave çon në agregate shumë të vogla kristalore PP, të cilat japin nivelin më të ulët të shpërndarjes së dritës dhe qartësinë më të mirë.

Të gjithë sqaruesit janë bërthamanë, por jo të gjithë bërthamat janë sqarues të mirë.

Disa bërthama të zakonshme, të tilla si benzoati i natriumit dhe talk, nuk e zvogëlojnë madhësinë e sferulitit në një sasi të mjaftueshme për të dhënë një pjesë të derdhur me mjegull të ulët dhe qartësi të lartë. Qartësi më e mirë arrihet përgjithësisht kur përdoren bërthama të tretshme.

Komponimet organike të tretshme që veprojnë si sqarues përfshijnë sorbitolet, nonotolet dhe trisamidet.

Edhe pse këto bërthama përdoren kryesisht për të arritur qartësi të lartë dhe mjegull të ulët, ato gjithashtu përmirësojnë vetitë fizike dhe zvogëlojnë kohën e ciklit.

Forma e grimcave dhe raporti i aspektit

Grimcat bërthamore me forma në formë gjilpëre (si ADK STAB NA-11) mund të çojnë në vlera të ndryshme tkurrjeje në drejtimet e makinës dhe tërthore. Kjo anizotropi tkurrjeje mund të çojë në deformim në pjesën përfundimtare. Grimcat bërthamore me një gjeometri planifikuese mund të japin tkurrje më uniforme në të dy drejtimet, duke çuar në më pak deformim.

Madhësia e grimcave dhe shpërndarja e madhësisë së grimcave

Madhësia më e vogël e grimcave çon në përmirësimin e formimit të bërthamave, por grimcat më të vogla mund të jenë gjithashtu më të vështira për t'u shpërndarë. Disa grimca bërthamore, të tilla si benzoati i natriumit, kanë tendencë të ri-agglomerohen.

Pastrues acidi i përdorur

Disa pastrues acidesh, siç janë kripërat e acideve yndyrore (p.sh. stearat kalciumi) mund të jenë antagonistë ndaj disa bërthamave, siç janë esteret e fosfatit dhe benzoati i natriumit. Dihidrotalciti duhet të përdoret me këta bërthama.

Mos përdorni kurrë stearat kalciumi me benzoat natriumi, pasi stearat kalciumi do ta neutralizojë plotësisht formimin e bërthamave të benzoatit të natriumit.

Shkalla e Shpërndarjes dhe Prania e Aglomerateve të Pashpërndara

Benzoati i natriumit shpesh formon aglomerate dhe është i vështirë për t'u shpërndarë siç duhet.

Temperatura e shkrirjes

Sorbitolet kërkojnë temperatura më të larta shkrirjeje për të dhënë transparencën më të mirë, pasi ato duhet të treten plotësisht në shkrirjen e polimerit.

Sinergjitë dhe Antagonizmat midis Bërthamave dhe Aditivëve të Tjerë

Pastruesit e acideve mund të jenë sinergjikë ose antagonistë. Kripërat e acideve yndyrore ndikojnë negativisht në modulin e PP-së të bërthamuar me ester fosfati.

Zgjidhni të DjathtënBërthamadhe sqarues për PP

Para se të zgjidhni agjentin e përshtatshëm për formimin e bërthamave ose sqarimin për aplikimin tuaj në PP, përcaktoni se për cilin përmirësim të vetive jeni më të interesuar:

a. Nëse është e rëndësishme një mjegull e ulët dhe një qartësi e lartë, atëherë zgjidhni një nga sqaruesit e tretshëm.

b. Për kërkesa më të ulëta qartësie,esteret e fosfatitmund të përdoret.

c. Nëse moduli i lartë është me rëndësi më të madhe, atëherë zgjidhni një nga esteret e fosfatit.

d. Nëse kostoja e ulët është më e rëndësishmja, atëherë zgjidhni benzoatin e natriumit.

e. Nëse deformimi i ulët dhe ndjeshmëria e ulët ndaj pigmentit janë me rëndësi më të madhe, atëherë zgjidhni kripën e bicikloheptanit.

Është gjithashtu e domosdoshme të vendoset se si do të përfshihet përbërësi bërthamor në rrëshirën PP. Gjithmonë kryeni teste të përshtatshme për t'u siguruar që është arritur shpërndarje dhe formim i mirë i bërthamave.

Kryeni DSC në rrëshirën PP me bërthamë. Përmirësimet në kohën e ciklit në përgjithësi korrespondojnë me rritjen e temperaturës së kristalizimit (Tc). Testoni vetitë e mostrës së derdhur.

Nëse dëshironi të pyesni rreth produkteve që lidhen me agjentët nukleating, ju lutemi mos ngurroni tëna kontaktoninë çdo kohë.