Полипропилен як полимери васеъ истифодашаванда аст, ки аз сабаби омезиши аълои хосиятҳояш дар соҳаҳои гуногун истифода мешавад. Хусусиятҳои он, аз қабили физикӣ, механикӣ ва оптикӣ, метавонанд бо истифодаи муносиби агентҳои ядрокунанда ва агентҳои равшанкунанда минбаъд беҳтар карда шаванд. Ин иловаҳо ба кристаллшавии PP ҳангоми коркард мусоидат мекунанд ва бо ин васила хосиятҳои аллакай ба даст овардашударо беҳтар мекунанд.

Фаҳмед, ки чӣ тавр агентҳои ҳастакунанда ва тозакунандаро истифода баред, инчунин маслиҳатҳои интихобро барои баланд бардоштани самаранокии суръати истеҳсолот, тағир додани сохтор ва морфология ва кам кардани дуд дар формулаҳои полипропилении худ гиред.

I. Нақши агентҳои равшанкунандаи ядрокунанда дар PP

Кристаллизатсияи полимерҳои нимкристаллӣ барои бисёре аз хусусиятҳо, аз қабили устувории андоза, шаффофият ва сахтӣ масъул аст.

Барои қисм ва раванди муайян, кристаллӣ аз ҷониби сохтори полимер, формула ва шароити коркард, ки боиси тавозуни мушаххаси ҷамъшавии гармӣ ва хунукшавӣ мегардад, назорат карда мешавад. Дар натиҷа, кристаллӣ аксар вақт гетерогенӣ аст ва таърихи гармӣ барои пӯст ва аслии қисмҳо ё молҳо гуногун аст.

Агентҳои ҳастакунанда ва равшанкунандаҳо кристаллизатсияро суръат ва танзим мекунанд, ки имкон медиҳад хосиятҳои ниҳоии полимерҳои нимкристаллӣ мувофиқи талаботи функсионалӣ танзим карда шаванд.

· Дар формулаҳои полипропиленӣ, илова кардани агентҳои ядрокунанда (инчунин нуклеаторҳо номида мешаванд) боиси беҳтар шудани самаранокӣ ва хосиятҳои коркард мегардад, ба монанди:

· Равшании беҳтаршуда ва туман камшуда

· Қувват ва сахтии беҳтаршуда

· Ҳарорати беҳтаршудаи инҳирофи гармӣ (HDT)

· Кам кардани вақти давра

· Кам шудани каҷшавӣ ва яксонтар шудани хурдшавӣ

· Кам шудани ҳассосияти пигмент нисбат ба тағирёбии хусусият бо рангҳои гуногун

· Беҳтар кардани коркард дар баъзе барномаҳо

Ҳамин тариқ, ядросозӣ як роҳи пуриқтидори беҳтар кардани хосиятҳои физикӣ, механикӣ ва оптикии полипропилен мебошад. Равшанӣ, устувории андозагирӣ, каҷшавӣ, хурдшавӣ, CLTE, HDT, хосиятҳои механикӣ ва таъсири монеаро метавон тавассути интихоби бодиққати нуклеаторҳо ё равшанкунакҳо беҳтар кард.

II. Полипропилен ва кристаллияти он

Полипропилен як полимери кристаллии молии васеъ истифодашаванда аст, ки аз полимеризатсияи мономери пропен сохта мешавад. Ҳангоми полимеризатсия, PP вобаста ба мавқеи гурӯҳҳои метил метавонад се сохтори занҷирии асосиро (атактикӣ, изотактикӣ, синдиотактикӣ) ташкил диҳад. Кристаллизатсияи полимер бо хусусиятҳои зерин тавсиф мешавад:

· Шакл ва андозаи кристаллитҳо

·Нишондиҳандаҳои кристаллӣ ва дар ниҳоят

· Самти кристаллитҳо

Полипропилени изотактикӣ (iPP) як полимери нимкристаллӣ аст. Он бо таносуби аълои арзиш ба самаранокӣ тавсиф мешавад, ки онро дар доираи васеи барномаҳо, ба монанди автомобилсозӣ, таҷҳизоти маишӣ, қубурҳо, бастабандӣ ва ғайра хеле ҷолиб мегардонад.

Индекси изотактикии iPP мустақиман бо дараҷаи кристаллӣ алоқаманд аст, ки ба кори полимер таъсири калон мерасонад. Изотактикӣ кинетикаи кристаллӣ, модули хамшавӣ, сахтӣ ва шаффофиятро зиёд мекунад ва муқовимати зарба ва гузаришро коҳиш медиҳад.

Ҷадвали зер хосиятҳои ду гомополимери полипропилениро, ки индекси изотактикии гуногун доранд, муқоиса мекунад.

III. Кристализатсияи полипропилен
Вобаста ба шароит, полипропилени изотактикӣ метавонад ба чор марҳилаи гуногун, ки α, β, γ ва мезоморфӣ-смектикӣ номида мешаванд, кристалл шавад. Фазаҳои α ва β муҳимтарин мебошанд.

α Марҳила

1. Ин марҳила устувортар ва маълумтар аст.

2. Ин кристаллҳо ба системаи кристаллии моноклинӣ тааллуқ доранд.

β Фаза

1. Ин фаза метаустувор аст ва кристаллҳои он ба системаи кристаллии псевдо-шашкунҷа тааллуқ доранд.

2. Фазаи β асосан дар полипропилени сополимеризатсияшудаи блокӣ мавҷуд аст ва онро бо илова кардани агентҳои мушаххаси ядрокунанда ба вуҷуд овардан мумкин аст.

3. Ин шакли кристаллӣ аз ҷониби Падден ва Кит соли 1953 кашф шудааст; онро метавон бо кристаллизатсия дар ҳарорати аз 130°C то 132°C, самти буриши баланд ё илова кардани агентҳои мушаххаси ядрокунанда афзоиш дод.

4. Мавҷудияти фазаи β дар гомополимерҳои полипропилен одатан қобилияти часпакии маҳсулоти тайёрро беҳтар мекунад ва таъсир вақте ба 65% мерасад, ки миқдори фазаи β ба назар мерасад.

Марҳилаи γ

1. Ин фаза инчунин метаустувор буда, кристаллҳои триклинӣ дорад.

2. Ин шакли кристаллӣ нодир аст; он асосан дар полипропилени вазни молекулавии паст пайдо мешавад ва бо роҳи кристаллизатсия дар зери фишори ниҳоят баланд ва суръати хунуккунии ниҳоят паст ба вуҷуд меояд.

Ⅳ. Раванди ядросозӣ дар полипропилен

Маълум аст, ки нуқтаи ибтидоии кристаллшавии полимерҳо микробҳои хурд (зарраҳои хурд) мебошанд, ки табиатан дар боқимондаҳои катализатори монанд ба гудохта, ифлосӣ, чанг ва ғайра мавҷуданд. Пас аз ин, бо илова кардани микробҳои "сунъӣ", ки ба гудохтаи полимер ворид карда мешаванд, морфологияи кристаллиро тағир додан ва назорат кардан мумкин аст. Ин амалиёт ядросозӣ номида мешавад.

Нуклеаторҳо ё агентҳои нуклеатсионер истифода мешаванд, ки ҷойҳоро барои оғози кристаллҳо фароҳам меоранд.

Шаффофкунандаҳо як зероилаи нуклеаторҳо мебошанд, ки кристаллитҳои хурдтареро пешниҳод мекунанд, ки нури камтарро пароканда мекунанд ва дар натиҷа шаффофияти ҳамон ғафсии девори қисмро афзоиш медиҳанд.

Нақши ин агентҳои ядрокунанда беҳтар кардани хосиятҳои физикӣ ва механикии қисмҳои тайёр мебошад.

Ⅴ. Нуклеаторҳо ва равшанкунандаҳо: Маҷмӯи бойи иловаҳо

Агентҳои ядрокунандаи зарраҳо

Агентҳои/нуклеантҳои ядрокунанда одатан пайвастагиҳои баландобшаванда мебошанд, ки тавассути пайвастагӣ дар обшавии полимер пароканда мешаванд. Ин зарраҳо ҳамчун "нуқтаҳои ядроҳо"-и алоҳида амал мекунанд, ки дар онҳо афзоиши кристаллҳои полимер метавонад оғоз шавад.

Консентратсияи баланди ядроҳо ба кристаллшавии босуръаттар (вақти кӯтоҳтари давра) ва сатҳи баланди кристаллӣ оварда мерасонад, ки мустаҳкамӣ, сахтӣ ва HDT-и PP-ро беҳтар мекунад.

Андозаи хурди агрегатҳои кристаллӣ (сферулитҳо) боиси кам шудани парокандагии рӯшноӣ ва беҳтар шудани шаффофият мегардад.

Агентҳои ядрокунандаи зарраҳои маъмулан истифодашаванда намакҳо ва минералҳо, аз қабили тальк, бензоати натрий, эфирҳои фосфат ва дигар намакҳои органикиро дар бар мегиранд.

Талк ва бензоати натрий ҳамчун нуклеантҳои пастсифат ва арзон ҳисобида мешаванд ва дар мустаҳкамӣ, сахтӣ, HDT ва вақти давра беҳбудии ночизеро таъмин мекунанд.

Нуклеантҳои баландсифат ва гаронбаҳо, ба монанди эфирҳои фосфат ва намакҳои бициклогептан, хосиятҳои беҳтари физикӣ ва каме беҳтар шудани шаффофиятро таъмин мекунанд.

Агентҳои ҳалшавандаи ядросозӣ

Агентҳои ҳалшавандаи ядрокунанда, ки онҳоро "ҳассос ба обшавӣ" низ меноманд, одатан нуқтаҳои обшавии паст доранд ва дар PP-и гудохта ҳал мешаванд.

Вақте ки гудохтаи полимер дар қолаб хунук мешавад, ин нуклеантҳо аввал кристалл мешаванд ва шабакаи борик тақсимшударо бо масоҳати сатҳи хеле баланд ташкил медиҳанд.

Ҳангоми паст шудани ҳарорат, нахҳои иборат аз ин шабака ҳамчун ядроҳо барои оғози кристаллшавии полимер амал мекунанд.

Консентратсияи бениҳоят баланди ядроҳо ба агрегатҳои хеле хурди кристаллии PP оварда мерасонад, ки пасттарин сатҳи парокандагии рӯшноӣ ва беҳтарин шаффофиятро медиҳанд.

Ҳамаи нуклеантҳо нуклеантҳо мебошанд, аммо на ҳама нуклеантҳо шаффофкунандаҳои хубанд.

Баъзе нуклеантҳои маъмулӣ, ба монанди бензоати натрий ва тальк, андозаи сферулитро ба миқдори кофӣ кам намекунанд, то қисмати қолабии паст ва шаффофияти баландро ба вуҷуд оранд. Шаффофияти беҳтарин одатан ҳангоми истифодаи нуклеантҳои ҳалшаванда ба даст оварда мешавад.

Пайвастагиҳои органикии ҳалшаванда, ки ҳамчун равшанкунандаҳо амал мекунанд, сорбитолҳо, нонотолҳо ва трисамидҳоро дар бар мегиранд.

Гарчанде ки ин нуклеантҳо асосан барои ба даст овардани шаффофияти баланд ва паст будани дуд истифода мешаванд, онҳо инчунин хосиятҳои физикиро беҳтар мекунанд ва вақти давраро кам мекунанд.

Шакл ва таносуби ҷанбаҳои зарра

Зарраҳои нуклеантӣ бо шаклҳои сӯзанмонанд (ба монанди ADK STAB NA-11) метавонанд дар самтҳои мошинӣ ва кундалангӣ ба арзишҳои гуногуни коҳиш оварда расонанд. Ин анизотропияи коҳиш метавонад дар қисми ниҳоӣ ба каҷшавӣ оварда расонад. Зарраҳои нуклеантӣ бо геометрияи ҳамвор метавонанд дар ду самт коҳиши якхеларо таъмин кунанд, ки ба каҷшавии камтар оварда мерасонад.

Андозаи зарраҳо ва тақсимоти андозаи зарраҳо

Андозаи хурдтари зарраҳо ба беҳтар шудани ядрошавӣ оварда мерасонад, аммо пароканда кардани зарраҳои хурдтар низ метавонад душвортар бошад. Баъзе зарраҳои ядроӣ, ба монанди бензоати натрий, майл доранд, ки дубора агломератсия шаванд.

Хокаи кислота истифодашуда

Баъзе моддаҳои хомкунандаи кислота, ба монанди намакҳои кислотаҳои равғанӣ (масалан, стеарати калсий), метавонанд нисбат ба баъзе нуклеантҳо, ба монанди эфирҳои фосфат ва бензоати натрий, антагонист бошанд. Дигидроталсит бояд бо ин нуклеантҳо истифода шавад.

Ҳеҷ гоҳ стеарати калсийро бо бензоати натрий истифода набаред, зеро стеарати калсий ташаккули бензоати натрийро комилан аз байн мебарад.

Дараҷаи парокандагӣ ва мавҷудияти агломератҳои пароканданашуда

Бензоати натрий аксар вақт агломератҳоро ташкил медиҳад ва пароканда кардани дурусти он душвор аст.

Ҳарорати обшавӣ

Сорбитолҳо барои шаффофияти беҳтарин ба ҳарорати баландтари обшавӣ ниёз доранд, зеро онҳо бояд дар обшавии полимер пурра ҳал шаванд.

Синергия ва антагонизмҳо байни нуклеантҳо ва дигар иловаҳо

Хомӯшкунандаҳои кислота метавонанд синергетикӣ ё антагонистӣ бошанд. Намакҳои кислотаи равғанӣ ба модули PP-и дорои эфири фосфати ядроӣ таъсири манфӣ мерасонанд.

Ростиро интихоб кунедНуклеантҳова равшанкунакҳо барои PP

Пеш аз интихоби агенти мувофиқи ядрокунанда ё равшанкунанда барои барномаи PP-и худ, муайян кунед, ки кадом беҳбуди хосият ба шумо бештар таваҷҷӯҳ дорад:

а. Агар паст будани туман ва баланд будани шаффофият муҳим бошад, пас яке аз шаффофкунандаҳои ҳалшавандаро интихоб кунед.

б. Барои талаботи камтари шаффофият,эфирҳои фосфатӣметавонад истифода шавад.

в. Агар модули баланд аҳамияти калон дошта бошад, пас яке аз эфирҳои фосфатро интихоб кунед.

Агар арзиши паст муҳимтар бошад, пас бензоати натрийро интихоб кунед.

Агар каҷшавии паст ва ҳассосияти пасти пигмент муҳимтар бошад, пас намаки бициклогептанро интихоб кунед.

Ҳамчунин муайян кардани тарзи ворид кардани нуклеант ба қатрони PP муҳим аст. Ҳамеша озмоишҳои мувофиқро анҷом диҳед, то боварӣ ҳосил кунед, ки парокандагӣ ва ташаккули нуклеатсияи хуб ба даст оварда шудаанд.

DSC-ро дар қатрони PP-и ядроӣ иҷро кунед. Беҳтаршавии вақти давра одатан бо афзоиши ҳарорати кристаллизатсия (Tc) алоқаманд аст. Хусусиятҳои намунаи қолабшударо санҷед.

Агар шумо хоҳед, ки дар бораи маҳсулоти марбут ба агентҳои ҳастакунанда маълумот гиред, лутфан озодона ба мо муроҷиат кунедбо мо тамос гиреддар ҳар вақт.