El sistema plástico endurecido con elastómero es un sistema mixto de dos fases con elastómero como fase dispersa y plástico como fase continua. La fase plástica continua también se llama matriz plástica. El elastómero puede ser caucho o elastómero termoplástico, tal como EPR, EPDM, BR, POE, SBS, etc. Los primeros sistemas de endurecimiento de plástico utilizaban principalmente caucho como agente endurecedor, por lo que se les llamaba sistemas de plástico endurecido con caucho. Desde la década de 1980, además de seguir utilizando caucho como agente endurecedor, también se han utilizado ampliamente sistemas de endurecimiento de plásticos que utilizan diversos elastómeros termoplásticos como agentes endurecedores
1 PP modificado con caucho de etileno-propileno (EPR)
Para mejorar la resistencia al impacto del PP, la gente ha usado durante mucho tiempo caucho para mezclar con PP. Debido a que el EPR tiene buena compatibilidad con el PP, se ha convertido en la variedad de caucho más comúnmente utilizada en el PP endurecido. Mezclar EPR con PP puede mejorar la resistencia al impacto y la fragilidad del PP a baja temperatura. Cuando el contenido de EPR es del 20%, la resistencia al impacto entallada de la mezcla PP/EPR es 10 veces mayor que la del PP puro, y la temperatura de fragilización es 4 veces menor que la del PP puro.
2 PP modificado con caucho etileno-propileno dieno (EPDM)
El endurecimiento del PP por el EPDM es similar al del EPR A medida que aumenta el contenido de EPDM, aumenta la resistencia al impacto del sistema. tiene un mayor aumento. Cuando el contenido de EPDM es del 20%, la resistencia al impacto entallada de la mezcla de PP/EPDM es aproximadamente 4 veces mayor que la del PP puro y se mejora la resistencia a bajas temperaturas.
Sistema mixto 3 PP/BR***
El caucho de butadieno (BR) tiene alta elasticidad, buenas propiedades a baja temperatura (la temperatura de transición vítrea es de aproximadamente -110 °C) y resistencia al desgaste. resistencia Excelentes propiedades como flexibilidad y flexibilidad. Además, sus parámetros de capacidad son similares a los del PP. La práctica ha demostrado que tienen buena compatibilidad y un efecto endurecedor evidente. Mezcle polvo de polipropileno doméstico con un índice de volumen de 0,4 a 0,8 g/10 min y caucho de butadieno doméstico con una viscosidad Mooney de 44 en una proporción de 100 (relación de masa). La mezcla resultante de PP/BR se somete a un impacto de temperatura normal. La resistencia es 6 veces mayor. más alto que el del PP puro, y la temperatura de fragilización se reduce 4 veces. Al mismo tiempo, esta mezcla única tiene una relación de expansión de extrusión menor que el PP, PP/LDPE, PP/EVA, etc., y tiene una mejor estabilidad dimensional después del moldeo.
Sistema mixto 4 PP/SBS
SBS tiene las características de alta elasticidad y resistencia a bajas temperaturas. También tiene las excelentes propiedades del caucho vulcanizado y termoplasticidad. Los estudios han demostrado que la resistencia al impacto y el alargamiento a la rotura del sistema PP/SBS aumentan gradualmente con el aumento de la cantidad de SBS añadido. Cuando el contenido de SBS es de 10 a 15 partes, las propiedades mecánicas integrales de la mezcla son las mejores.
Sistema mixto 5 PP/POE
El elastómero de poliolefina POE es un sistema mixto saturado de etileno-octeno, que está compuesto de etileno y octeno producido mediante tecnología de polimerización in situ. El POE tiene una distribución de pesos moleculares muy estrecha y un cierto grado de cristalinidad. Los enlaces de etileno cristalizado en su estructura sirven como puntos de reticulación físicos para soportar la carga, y las cadenas largas amorfas de etileno y octeno aportan elasticidad. En comparación con EPR, EPDM y SBS, el efecto de endurecimiento sobre el PP es más significativo. Se utilizan ampliamente en parachoques de automóviles, deflectores y otros componentes. Cuando el contenido porcentual de POE supera el 15%, el efecto endurecedor sobre el PP mejora significativamente y el módulo del sistema mixto disminuye menos. Además, el POE todavía tiene un buen efecto endurecedor sobre el PP de alta fluidez, mientras que el EPDM y el EPR no tienen ningún efecto endurecedor evidente sobre el PP con un MI superior a 15 g/min.
El PP modificado puede obtener buenas propiedades de impacto Además del caucho como modificador, los plásticos como HDPE, LDPE, PVC, PA, etc. también se pueden utilizar como modificadores de endurecimiento para obtener buenos resultados. /p>
Resumen: Este artículo analiza el estado de cristalización de las moléculas de polipropileno y describe en detalle el papel y el principio de la nucleación y el impacto de la adición de agentes nucleantes en las propiedades del polipropileno.
Palabras clave: Rendimiento del agente nucleante de polipropileno
El polipropileno tiene las ventajas de una gravedad específica pequeña, un alto límite elástico a la tracción, un módulo de flexión, dureza y una buena resistencia al agrietamiento por tensión ambiental, junto con la. Abundantes fuentes de materias primas y precios bajos, es muy adecuado para productos plásticos de moldeo por inyección.
El polipropileno es un polímero cristalino con grandes esferulitas en su interior, lo que da como resultado una baja resistencia al impacto del polipropileno y una severa post-contracción del producto, lo que afecta seriamente el uso de resina de polipropileno en el campo del moldeo por inyección. La adición del agente de nucleación genera polipropileno con un microcristalino. estructura y modifica la resina para lograr el alto rendimiento del polipropileno.
1. Principio de adición de agente nucleante
1. Efecto del estado de cristalización de las moléculas de polipropileno sobre el rendimiento. Cuando los materiales poliméricos se someten a cristalización en estado fundido, es más probable que se formen granos poligonales. El tamaño de las dendritas y esferulitas juega un papel importante en las propiedades mecánicas, así como en las propiedades físicas y ópticas de los polímeros. Las esferulitas grandes generalmente reducen el alargamiento de rotura y la tenacidad del polímero.
2. Principio del agente nucleante
Las impurezas del polímero tienen una gran influencia en su proceso de cristalización. Algunas impurezas dificultan la cristalización, mientras que otras impurezas pueden promover la cristalización. promover la cristalización desempeña el papel de los núcleos cristalinos durante el proceso de cristalización de los polímeros. El agente de nucleación es exactamente este tipo de impureza que puede promover la cristalización. Agregar un agente de nucleación al polipropileno puede acelerar la velocidad de cristalización y formar partículas de esferulita pequeñas y densas, de modo que la cadena molecular tiene una velocidad de cristalización rápida a temperaturas más altas. Las esferulitas pueden crecer de manera relativamente regular, con muchos números y tamaños muy pequeños. . Pequeño.
2. El impacto de agregar agentes nucleantes en el rendimiento del producto
Después de agregar agentes nucleantes al polipropileno, puede promover la cristalización de moléculas y acelerar la velocidad de cristalización, haciendo que las moléculas tengan Estructura microcristalina, que no solo ayuda a mejorar la resistencia al impacto y el límite elástico del producto, sino que también tiene un cierto impacto en la apariencia y el procesamiento del producto.
1. Efecto sobre la resistencia a la tracción
Influencia del agente nucleante sobre las propiedades de tracción del polipropileno (ver Tabla-1)
Tabla--1 Efecto del agente nucleante sobre la resistencia a la tracción del polipropileno
Resistencia a la tracción aditiva*10N/㎡ Alargamiento a la rotura%
Ninguno 160 20
benzoato de cadmio 178 80
Salicilato de bismuto 201 790
Oxalato de titanio 235 850
2. Efecto de la resistencia al impacto
Resina de polipropileno La sensibilidad al impacto aumenta con la formación de grandes esferulitas. Las esferulitas más grandes pueden sufrir grietas radiales. Las esferulitas o microcristales más pequeños son beneficiosos para mejorar la resistencia al impacto del material. Según las estadísticas, el aumento es de alrededor del 10% al 30%.
3. Aumentar la transparencia del producto Debido a la estructura microcristalina formada después de agregar el agente de nucleación, se reduce la turbidez del polímero y se mejora la transparencia (ver Tabla-2).
Tabla - 2 Relación entre la cantidad de adición de agente nucleante y la turbidez de los productos de polipropileno
Material de muestra 4030 cantidad de adición % % de turbidez y % de turbidez relativa de la muestra estándar
p>
Muestra moldeada por inyección de PP de 2 mm de espesor 0 40 97
0,05 30 90
0,10 29 88
0,20 29 87
4. Los agentes nucleantes pueden aumentar la dureza superficial de los productos
El aumento de la estructura microcristalina puede aumentar la dureza superficial de los productos Al probar una muestra de inyección de polipropileno de 3 mm de espesor, los resultados (consulte la Tabla 3) <. /p>
Tabla - 3 Relación entre la adición de agente nucleante y la dureza de los productos de polipropileno
4030 cantidad de adición % dureza Rockwell (ASTMD785)
0 36.0
0.1 48.6
5. Agregar agente nucleante puede mejorar el acabado superficial del producto
Al agregar el agente nucleante 4030, se puede mejorar el acabado superficial de materiales con ciertas fórmulas de pigmentos. mejorado (ver Tabla-4).
Tabla-4 Relación entre la cantidad añadida del agente nucleante y el brillo de la superficie del producto de polipropileno
Fórmula de pigmento 4030 cantidad añadida % acabado superficial
<20 <60
p>1 %3RJ Marrón (Marrón41) 0 40 66
0.15 58 74
1 %B (Negro (Negro7) 0 44 66
0,15 50 68
6. Agregar agente de nucleación puede acortar el ciclo de inyección y mejorar la eficiencia de producción.
Agregar agente de nucleación puede acortar significativamente el tiempo de enfriamiento del molde de inyección, reduciendo así todo el proceso. Ciclo de inyección, que favorece la mejora de la eficiencia de la producción.
El efecto del agente nucleante sobre el tiempo de cristalización del polipropileno en condiciones isotérmicas (ver Tabla-5)
Tabla-5 Tiempo de cristalización isotérmica del polipropileno con diferentes concentraciones de agente nucleante
4030% de adición 115 ℃ 120 ℃
Homopolímero***polímeroHomopolímero***polímero
0 203 247 172 220
0,05 146 195 160 206
0.10 128 186 154 191
0.30
121 181 137 187
7. Reducir la post-contracción de los productos inyectados
El motivo La razón por la que los productos moldeados por inyección se encogen después de la producción es porque durante el moldeo por inyección, la resina fundida se enfría rápidamente y las cadenas moleculares se enfrían y solidifican antes de que puedan cristalizar. Agregar un agente nucleante a la masa fundida de polipropileno puede acelerar la velocidad de cristalización y formar esferulitas finas y densas. Incluso si la velocidad de enfriamiento es rápida durante el moldeo por inyección, el PP aún puede cristalizar bien, reduciendo así el grado de contracción posterior del producto.
8. Efecto sobre la estabilidad a la luz del producto
La adición de agentes nucleantes como 4030 al polipropileno no tiene ningún efecto sobre la estabilidad a la luz del producto. (Ver Tabla 6)
Tabla-6 Efecto del agente nucleante sobre la estabilidad a la luz de productos de polipropileno
Material 4030 cantidad adicional % horas de exposición en caja de clima artificial
Película de PP de 0,30㎜ de espesor 0 420
0,15 420
9. Efecto sobre la resistencia al calor a largo plazo del producto
La adición de nucleación 4030 no afectará Resistencia al calor de la resina de polipropileno. La siguiente tabla muestra los resultados experimentales de colocar una muestra de polipropileno de 0,50 mm de espesor en un horno a 150 °C. (Ver Tabla-7)
Tabla-7 Efecto del agente nucleante sobre la resistencia al calor de productos de polipropileno
4030 cantidad de adición % 150 ℃ horno de temperatura constante
Número de días a fragilidad (días) Índice amarillo 0 días Índice amarillo 10 días
0 15 5,3 11,0
0,15 14 4,9 9,9
Conclusión: En resumen, después Al agregar un agente nucleante al polipropileno, se promueve el proceso de cristalización de las moléculas y se acelera la velocidad de cristalización, de modo que las moléculas tengan una estructura microcristalina. Esto no solo es beneficioso para la resistencia al impacto y el límite elástico del producto, sino que también mejora la apariencia. del producto y acorta el tiempo de inyección para mejorar la productividad, etc. Con el desarrollo de nuevos productos y grados de polipropileno, los agentes nucleantes se utilizarán más ampliamente en diversos campos del desarrollo de nuevos productos de polipropileno.
Zhou Bing