11 Schemata zur PP-Härtung

1PP/PE Härtesystem

Kategorie	Charakteristisch
LDPE-Verstärkung	Der Zähigkeitseffekt ist offensichtlich und andere mechanische Eigenschaften wie der Biegemodul nehmen schnell ab. Daher kann es nur in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen die Anforderungen an die Schlagfestigkeit im Vordergrund stehen und andere mechanische Eigenschaften nicht hoch sind.
HDPE-Verstärkung	Wenn die Zugabemenge weniger als 10 % beträgt, hat es eine starre Zähigkeitswirkung auf PP, das heißt, während die Schlagzähigkeit erhöht wird, nehmen andere mechanische Eigenschaften nicht ab.
LLDPE-Verstärkung	Der Verfestigungseffekt liegt zwischen LDPE und HDPE, und die Zugabemenge beträgt 5–20 %.
UHMWPE-Verstärkung	Es hat nicht nur eine verfestigende Wirkung, sondern erzielt auch eine vor Ort faserbildende Verstärkungswirkung. Am Beispiel von PP1330 stiegen die Kerbschlagzähigkeit, die Zugfestigkeit und die Dehnung um das 3,5-fache, 1,5-fache bzw. 2,5-fache, wenn 10 % UHMWPE zur Zähigkeit hinzugefügt wurden.

2PP/EVA Härtesystem

Während EVA PP härter macht, kann es auch die Bruchdehnung, den Schmelzindex und den Oberflächenglanz verbessern.

Der Gehalt an VA im ausgewählten EVA liegt zwischen 14 % und 18 %.Mit 20 % gehärtetem EVA-15-PP wird die Schlagfestigkeit um das Zwölffache erhöht. Die Steifigkeitsreduzierung ist gering und die Kosten sind niedriger als die von Elastomer- oder Gummi-verstärktem PPund die Gesamtleistung ist besser als die des PP/EPDM-Systems.

3PP/PA6 Härtesystem

Das PP/PA6-Mischsystem kann die inhärenten Mängel der beiden verbessern, so dass das Material verfügt über hervorragende umfassende Leistungsindikatorenund die Auswahl von 15 % PA6 in PP kann seine Schlagfestigkeit um 50 % erhöhen und seine Zugfestigkeit um 13,8 % verringern;Bei Zugabe von 5 % PP-G-MAH als Verträglichkeitsvermittler kann die Schlagzähigkeit um 113 % erhöht und die Zugfestigkeit um 2,7 % verringert werden.

4mPE/PP Härtesystem

mPE hat eine sehr niedrige Glasübergangstemperatur und große Bruchdehnung, das sich sehr gut zur Zähmodifizierung von PP eignet.

mPE hat eine gute Zähigkeitswirkung auf PP, und durch die Zugabe von 40 % mPE zu PP ist die Kerbschlagzähigkeit bei -30 °C um das 20-fache höher als bei reinem PP, was etwa dem 9-fachen von EPDM bei gleicher Teilemasse entspricht.Darüber hinaus wurde auch festgestellt, dass mit mPE gehärtetes PP, das Verbundwerkstoff weist eine geringe Zugverformung, Druckverformung und Kriechverformung sowie eine hervorragende Leistung bei niedrigen Temperaturen und Verarbeitungseigenschaften aufund hat sich zu einem starken Konkurrenten für EPDM entwickelt.

Darüber hinaus handelt es sich bei dem neu entwickelten gehärteten Material um das Ethylen-Octen-Copolymer EOC, das die Schlagzähigkeit von PP um das bis zu 9-fache erhöhen kann.

5POE-gehärtetes PP-System

PP/POE ist ein in den letzten Jahren entwickeltes, mit Elastomeren gehärtetes PP-System, das die beste Zähigkeitswirkung, gute Wetterbeständigkeit, gute Fließfähigkeit, gute thermische Stabilität und gute Verarbeitungsleistung aufweist das am häufigsten verwendete Elastomer-verstärkte PP-System.

Die Kompatibilität zwischen POE und PP ist sehr gut, Der Zähigkeitseffekt, insbesondere der Zähigkeitseffekt bei niedrigen Temperaturen, ist sehr offensichtlich, besser als bei EPDM und EPR, und seine Zähigkeitswirkung ist POE>EPDM>EPR. und die Abnahme des Biegemoduls und der Zugfestigkeit ist gering, und die absteigende Reihenfolge ist POE

Bei einem Zusatz von POE zu PP um mehr als 15 % erhöht sich die Zähigkeitswirkung rasch.Bei Zugabe von 30 % POE zu PP erhöht sich die Kerbschlagzähigkeit von 76,4 J/m reinem PP auf 626 J/m.

Im Vergleich zu EPDM weist POE eine niedrige Kohäsionsenergie, keine Doppelbindungen und eine gute Wetterbeständigkeit auf leistungsstarke Alternative zu EPDM.

6 SBS-gehärtetes PP-System

SBS hat keine so gute Zähigkeitswirkung wie EPDM auf PP, kann aber in allgemeinen Anwendungen eingesetzt werden.

Die Ergebnisse zeigen, dass bei einem SBS-Gehalt zwischen 0 und 10 Teilen die Schlagfestigkeit mit zunehmender Zugabemenge zunimmt.Nach mehr als 15 Teilen lässt die Schlagfestigkeit nach. Die Schlagleistung von schlagfestem PP aus SBS und PP kann um das 5-fache bzw. 10-fache verbessert werden, bzw.Wenn die spezifische Formel PP:SBS:CaCO3 =48:40:12 lautet, beträgt die Schlagfestigkeit des Auslegerträgers mit entsprechenden Eigenschaften 70 kJ/m2.

7EPDM, EPR-gehärtetes PP-System

EPDM (Ethylen-Propylen-Diolefin-Terpolymer) und EPR (Binär-Ethylen-Propylen-Copolymer) sind die am häufigsten verwendeten Elastomer-Verstärkungsmaterialien in der PP-Tradition, insbesondere EPDM. Beide weisen eine hohe Elastizität und eine gute Kältebeständigkeit auf, was die Schlagzähigkeit und Kältebeständigkeit von PP verbessern kann.Da beide Strukturen Propylgruppen enthalten, weisen sie eine gute Verträglichkeit mit PP und eine sehr hohe thermische Stabilität auf.

Im Bereich von 5 % bis 30 % Anteil steigt die Schlagzähigkeit des Systems nahezu linear und schnell mit zunehmender Zugabemenge an.Gleichzeitig werden jedoch die Biegefestigkeit, Zugfestigkeit, Wärmeformbeständigkeit usw. des Systems deutlich reduziert.

Im Vergleich zu EPR weisen EPDM und PP eine gute Grenzflächeninteraktion auf, die Löslichkeitsparameter sind gleich (beide 8,1), eine bessere Kompatibilität mit PP und eine deutlichere Zähigkeitswirkung auf PP.

Am Beispiel von EPR erhöht sich bei Zugabe von 20 % zu PP die Kerbschlagzähigkeit bei Raumtemperatur um das Zehnfache und die Versprödungstemperatur sinkt um das Vierfache.

Am Beispiel von EPDM: Wenn PP/EPDM/Talk im Verhältnis 100/20/10 für Autostoßstangen verwendet wird, ist die Leistung verschiedener Hersteller in der folgenden Tabelle dargestellt.

Nach der Bildung von EPDM-G-MAH nach der MAH-Pfropfung von EPDMM hat mit EPDM-g-MAH gehärtetes PP eine bessere Wirkung als reines EPDM.

8BR gehärtetes PP-System

Cis-Butadienkautschuk (BR) hat die Vorteile einer hohen Elastizität, einer guten Leistung bei niedrigen Temperaturen (Glasübergangstemperatur -110 °C), einer Verschleißfestigkeit, einer Biegefestigkeit usw. und die Löslichkeitsparameter von BR liegen nahe an PP, gute Kompatibilität mit PP und gute Zähigkeitswirkung.

Bei einem PP/BR-Verhältnis von 100/15 erhöht sich die Schlagzähigkeit um fast das Sechsfache und die Versprödungstemperatur sinkt auf 8 °C (um 23 °C).

9Synergistisch gehärtetes PP-System aus Kunststoff und Elastomer

Obwohl die Mischung aus Elastomer und PP eine hervorragende Schlagzähigkeit aufweist, ist der Verlust an Steifigkeit, Festigkeit und Wärmeformbeständigkeit groß und die Kosten steigen erheblich.Um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern und die Kosten zu senken, werden dem Elastomer/PP-Zähigkeitssystem Kunststoffe zugesetzt, um eine ternäre Elastomer/Kunststoff/PP-Mischung zu bilden.

Die am häufigsten verwendeten Kunststoffe in ternären Mischsystemen sind HDPE und LLDPE, wie PP/SBS/HDPE, PP/EPR/HDPE, PP/EPDM/LLDPE, PP/HDPE/BR (100/15/15), PP/PS /mPE, PP/PS/SBS ​​usw.

Dreiteiliges PP/HDPE/BR-Verstärkungssystem, wenn das Verhältnis 100/15/15 beträgt, hat nicht nur eine gute Zähigkeit, sondern auch eine hohe Zugfestigkeit und Biegefestigkeit.

Der synergistische Effekt des ternären Mischsystems PP/SBS/BR ist erheblich und viel besser als der eines einzelnen PP/SBS- oder PP/BR-Verstärkungseffekts.

Bei der Formulierungsgestaltung des oben genannten Zähigkeitssystems sollten die folgenden Punkte beachtet werden.

(1) Verhärtungseffekt.POE>mPE>TPE>EPDM, aber aus wirtschaftlicher Sicht ist EPDM mehr.

(2) Auswahl des Verträglichkeitsvermittlers.Für gehärtete Materialien mit schlechter Kompatibilität mit PP sollten bei der Formulierung des Designs Kompatibilisatoren zugesetzt werden. In der Regel wird PP-g-MAH verwendet.Nach Zugabe des Verträglichkeitsvermittlers erhöht sich die Schlagzähigkeit deutlich.Wie PA, PS, PVC usw. müssen alle Verträglichkeitsvermittler hinzugefügt werden.

(3) Bestimmung der Zugabemenge.Verschiedene schlagzähe Materialien haben einen optimalen Zugabebereich für die schlagzähmachende Wirkung von PP, wie z. B. SBS unter 15 % und POE über 15 %.

(4) Auswahl von härtenden Materialien.Die härtende Wirkung verschiedener gehärteter Materialien und die Auswirkungen auf andere Eigenschaften sind unterschiedlich, daher sind auch die Leistungsanforderungen von PP in verschiedenen Anwendungen unterschiedlich und gehärtete Materialien sollten entsprechend den spezifischen Eigenschaften ausgewählt werden.Wenn die Alterungsbeständigkeit von EPR-gehärtetem PP nicht gut ist, wählt die im Freien verwendete Autostoßstange im Allgemeinen nicht EPR, sondern EPDM mit besserer Wetterbeständigkeit.

(5) Verbundverstärkung.Durch ein einzelnes Material aus gehärtetem PP wird zwar die Schlagzähigkeit verbessert, hat jedoch einen größeren Einfluss auf andere Eigenschaften.Aus diesem Grund wird häufig eine Verbundverstärkung gewählt, um alle Leistungsaspekte auszugleichen und die Kosten angemessen zu senken.

(6) Die Partikelgröße des Elastomers.Wenn die Partikelgröße weniger als 1,5 Mikrometer beträgt, kann eine bessere Zähigkeitswirkung erzielt werden.

10Anorganisches, steifes, partikelgehärtetes PP-System

Üblicherweise verwendete anorganische starre Zähigkeitsmaterialien sind Glimmer, Talk, Wollastonit, Calciumcarbonat und Bariumsulfat.

Nach dem Vorverstärkungssystem mit Gummi und der entsprechenden Oberflächenbehandlung anorganischer starrer Partikel kann eine Kern-Schale-Dispersionsstruktur mit anorganischen starren Partikeln als Kern und Gummi als Schale gebildet werden, und die verfestigende Wirkung anorganischer starrer Partikel ist sehr groß bedeutsam.Spezifische Anwendungsbeispiele sind PP/EPDM/CaCO3, PP/EPDM/Talk, PP/EPDM/Wollastonit usw.

Das Vorverstärkungssystem ohne Gummi hat eine große Behandlungsfestigkeit für anorganische starre Partikel, und es ist am besten, bei der Zugabe eines Haftvermittlers ein Haftvermittler hinzuzufügen, und der Verbundbehandlungseffekt ist gut. Für durch Grenzflächenmodifikatoren optimierte anorganische starre Partikel können auch Schale-Schale-Dispersionsstrukturen mit anorganischen starren Partikeln als Kern und Grenzflächenmodifikatoren als Schale gebildet werden.Beispielsweise liegt bei einem PP/optimierten Kaolin-Härtungssystem bei einem Kaolinzusatz von 30 % die Schlagzähigkeit bei bis zu 480 J/m;Ein weiteres Beispiel ist CaCO3, das mit Alkylcarboxylat und Haftvermittler behandelt wurde. Wenn PP 50 % zugesetzt wird, kann die Schlagzähigkeit um etwa das 1-fache erhöht werden.

11Härtung organischer/anorganischer Nanomaterialien

Nanomaterialien sind neue Materialien, die erst in den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts entwickelt wurden, aber auch die vielversprechendsten neuen Materialien des 21. Jahrhunderts haben große Aufmerksamkeit erhalten, da anorganische Nanopartikel weniger Oberflächendefekte, mehr ungepaarte Atome und eine große spezifische Oberfläche aufweisen Der Partikeleffekt kann das Kristallisationsverhalten von PP, die Kristallstruktur und das mechanische Verhalten von Polypropylen im Grenzflächenbereich verbessern, um so den Zweck der Verstärkung und Zähigkeit zu erreichen.