Полипропилен је широко коришћени полимер који се користи у разним применама због своје одличне комбинације својстава. Његова својства, као што су физичка, механичка и оптичка, могу се додатно побољшати одговарајућом употребом нуклеативних средстава и средстава за бистрење. Ови адитиви помажу у кристализацији ПП током обраде, чиме се побољшавају већ стечена својства.

Разумите како да користите нуклеациона средства и средства за бистрење, као и да добијете савете за избор како бисте ефикасно повећали производњу, модификовали структуру и морфологију и смањили замућење у вашим полипропиленским формулацијама.

I. Улога нуклеативних средстава за бистрење у ПП

Кристалиност полукристалних полимера је одговорна за многе карактеристике, као што су димензионална стабилност, бистрина и жилавост.

За дефинисани део и процес, кристалност је контролисана структуром полимера, формулацијом и условима обраде који резултирају специфичним балансом накупљања топлоте и хлађења. Сходно томе, кристалност је често хетерогена, а историја топлоте је различита за спољашњи слој и језгро делова или робе.

Нуклеациони агенси и средства за бистрење убрзавају и подешавају кристализацију, омогућавајући прилагођавање коначних својстава полукристалних полимера функционалним захтевима.

· У полипропиленским формулацијама, додавање нуклеационих средстава (такође названих нуклеатори) резултира побољшаним перформансама и својствима обраде, као што су:

· Побољшана јасноћа и смањена замагљеност

· Побољшана чврстоћа и крутост

· Побољшана температура топлотне деформације (HDT)

· Скраћено време циклуса

· Смањено савијање и равномерније скупљање

· Смањена осетљивост пигмената у погледу промена својстава са различитим бојама

· Побољшана обрадивост у одређеним применама

Стога је нуклеација моћан начин за побољшање физичких, механичких и оптичких својстава полипропилена. Бистрина, димензионална стабилност, савијање, скупљање, CLTE, HDT, механичка својства и ефекат баријере могу се побољшати пажљивим избором нуклеатора или бистривача.

II. Полипропилен и његова кристалност

Полипропилен је широко коришћени кристални, робни полимер направљен полимеризацијом пропенског мономера. Након полимеризације, ПП може формирати три основне ланчане структуре (атактичка, изотактичка, синдиотактичка) у зависности од положаја метил група. Кристалиност полимера карактерише:

· Облици и величине кристалита

· Односи кристалности и на крају

· Оријентација кристалита

Изотактички полипропилен (iPP) је полукристални полимер. Карактерише га одличан однос цене и перформанси, што га чини веома атрактивним у широком спектру примена као што су аутомобилска индустрија, кућни апарати, цеви, паковање итд.

Индекс изотактичности iPP је директно повезан са степеном кристалности, што има велики утицај на перформансе полимера. Изотактичност повећава кинетику кристализације, модул савијања, тврдоћу и транспарентност, а смањује отпорност на удар и пропустљивост.

Доња табела упоређује својства два полипропиленска хомополимера који имају различит индекс изотактичности.

III. Кристализација полипропилена
У зависности од услова, изотактички полипропилен може кристалисати у четири различите фазе означене као α, β, γ и мезоморфни смектик. α и β фазе су најважније.

α фаза

1. Ова фаза је стабилнија и добро позната.

2. Ови кристали припадају моноклинском кристалном систему.

β фаза

1. Ова фаза је метастабилна, а њени кристали припадају псеудо-хексагоналном кристалном систему.

2. Β фаза углавном постоји у блок кополимеризованом полипропилену и може се генерисати додавањем специфичних нуклеационих средстава.

3. Овај кристални облик су открили Паден и Кит 1953. године; може се подстаћи кристализацијом између 130°C и 132°C, оријентацијом са високим смицањем или додатком специфичних нуклеационих средстава.

4. Присуство β фазе у полипропиленским хомополимерима обично побољшава дуктилност готовог производа, а ефекат је најзначајнији када садржај β фазе достигне 65%.

γ фаза

1. Ова фаза је такође метастабилна, са триклиничким кристалима.

2. Овај кристални облик је неуобичајен; углавном се јавља у полипропилену мале молекулске тежине и настаје кристализацијом под изузетно високим притиском и изузетно ниским брзинама хлађења.

Ⅳ. Процес нуклеације у полипропилену

Добро је познато да почетна тачка кристализације полимера су мале клице (ситне честице) природно укључене у остатке катализатора налик растопу, нечистоће, прашину итд. Затим је могуће модификовати и контролисати кристалну морфологију додавањем „вештачких“ клица унетих у растоп полимера. Ова операција се назива нуклеација.

Користе се нуклеатори или нуклеациони агенси који обезбеђују места за иницијацију кристала.

Прочишћивачи су потпородица нуклеатора који обезбеђују мање кристалите који расејавају мање светлости и, као резултат тога, побољшавају бистрину за исту дебљину зида дела.

Улога ових нуклеативних средстава је да побољшају физичка и механичка својства готових делова.

Ⅴ. Нуклеатори и бистривачи: Богат избор адитива

Агенси за нуклеацију честица

Честични нуклеациони агенси/нуклеанти су типично једињења са високом тачком топљења која се диспергују у растопу полимера путем мешања. Ове честице делују као различита „тачкаста језгра“ на којима може почети раст полимерних кристала.

Висока концентрација језгара доводи до брже кристализације (краће време циклуса) и вишег нивоа кристалности, што побољшава чврстоћу, крутост и HDT (хард диск отпорност) ПП-а.

Мала величина кристалних агрегата (сферулита) доводи до смањеног расејања светлости и побољшане јасноће.

Уобичајено коришћени агенси за нуклеацију честица укључују соли и минерале, као што су талк, натријум бензоат, фосфатни естри и друге органске соли.

Талк и натријум бензоат се сматрају нуклеансима ниског учинка и ниске цене, и пружају скромно побољшање чврстоће, крутости, топлотне термичке чврстоће (HDT) и времена циклуса.

Високо ефикасни, скупи нуклеанси, као што су фосфатни естри и бициклохептанске соли, дају боља физичка својства и извесно побољшање бистрине.

Растворљиви нуклеативни агенси

Растворљиви нуклеациони агенси, који се такође називају „осетљиви на топљење“, обично имају ниске тачке топљења и растварају се у растопљеном ПП.

Како се полимерна растопина хлади у калупу, ови нуклеанти прво кристалишу формирајући фино распоређену мрежу са изузетно великом површином.

Како температура наставља да пада, фибрили који чине ову мрежу функционишу као језгра за покретање кристализације полимера.

Изузетно висока концентрација језгара доводи до веома малих агрегата ПП кристала, који дају најнижи ниво расејања светлости и најбољу јасноћу.

Сви бистрећи средства су нуклеанти, али нису сви нуклеанти добри бистрећи средства.

Неки уобичајени нуклеанси, као што су натријум бензоат и талк, не смањују величину сферулита у довољној количини да би се добио обликовани део са ниском замућеношћу и високом бистрином. Најбоља бистрина се генерално постиже када се користе растворљиви нуклеанси.

Растворљива органска једињења која делују као средства за бистрење укључују сорбитоле, нонотоле, трисамиде.

Иако се ови нуклеанси углавном користе за постизање високе бистрине и ниске мутности, они такође побољшавају физичка својства и смањују време циклуса.

Облик честица и однос ширине и висине

Нуклеарне честице игличастог облика (као што је ADK STAB NA-11) могу довести до различитих вредности скупљања у машинском и попречном правцу. Ова анизотропија скупљања може довести до савијања у финалном делу. Нуклеарне честице са равномерном геометријом могу дати равномерније скупљање у оба смера што доводи до мањег савијања.

Величина честица и расподела величине честица

Мања величина честица доводи до побољшане нуклеације, али мање честице могу бити и теже за дисперзију. Неке нуклеантне честице, као што је натријум бензоат, имају тенденцију да се поново агломерирају.

Коришћено средство за чишћење киселина

Неки хватачи киселина, као што су соли масних киселина (нпр. калцијум стеарат), могу бити антагонистички настројени према одређеним нуклеансима, као што су фосфатни естри и натријум бензоат. Дихидроталцит треба користити са овим нуклеансима.

Никада не користите калцијум стеарат са натријум бензоатом јер ће калцијум стеарат потпуно поништити нуклеацију натријум бензоата.

Степен дисперзије и присуство недиспергованих агломерата

Натријум бензоат често формира агломерате и тешко га је правилно дисперговати.

Температура топљења

Сорбитоли захтевају више температуре топљења да би постигли најбољу бистрину, јер се морају потпуно растворити у полимерној растопини.

Синергије и антагонизми између нуклеаната и других адитива

Хватачи киселина могу бити синергистички или антагонистички. Соли масних киселина негативно утичу на модул еластичности полипропилена са нуклеираним фосфатним естром.

Изаберите правоНуклеарне супстанцеи пречишћивачи за ПП

Пре него што одаберете одговарајуће средство за нуклеацију или бистрење за вашу ПП примену, одредите које побољшање својстава вас највише занима:

а. Ако су важни ниска замагљеност и висока бистрина, онда изаберите један од растворљивих бистривача.

б. За ниже захтеве јасноће,фосфатни естриможе се користити.

ц. Ако је висок модул еластичности од највеће важности, онда изаберите један од фосфатних естара.

д. Ако је ниска цена најважнија, онда изаберите натријум бензоат.

Ако је најважније ниско савијање и ниска осетљивост на пигменте, онда изаберите бициклохептанску со.

Такође је неопходно одлучити како ће се нуклеанс уградити у ПП смолу. Увек спроводите одговарајуће тестове како бисте били сигурни да су постигнуте добра дисперзија и нуклеација.

Извршите ДСК анализу на нуклеираној ПП смоли. Побољшања у времену циклуса генерално су у корелацији са повећањем температуре кристализације (Tc). Тестирајте својства обликованог узорка.

Ако желите да се распитате о производима везаним за нуклеативне агенсе, слободно нас контактирајте.контактирајте насу било ком тренутку.