Aufdeckung der Zähigkeitsmodifikationsformel von Polypropylen PP

Die Mischverstärkung von Polypropylen PP wird aufgrund seiner erheblichen Wirkung, der geringen industriellen Investitionen und der schnellen und einfachen Umsetzung in verschiedenen Bereichen häufig eingesetzt.Beim Mischen von Zähigkeitsmodifikationen handelt es sich um die Verwendung anderer Kunststoffe, Elastomere und anorganischer Pulver als Modifikatoren zum Mischen mit PP, um die Zähigkeit von PP-Kunststoffen zu verbessern.Gängige Modifikations- und Vorspannsysteme werden hauptsächlich in die folgenden Typen unterteilt:

01 Kunststoffverstärktes PP-System

Durch die Verwendung anderer Kunststoffe als Modifikatoren für die PP-Zähigkeit kann nicht nur das Ziel der Zähigkeit erreicht werden, sondern auch die physikalischen Eigenschaften des Materials wie Verschleißfestigkeit und Färbung verbessert werden.Bei der Verwendung allgemeiner Kunststoffe wie Polyethylen als Modifikator ergibt sich zudem ein deutlicher Preisvorteil.Zu den häufig verwendeten Kunststoffprodukten für die Zähigkeitsmodifizierung von PP gehören HDPE und LLDPE, EVA, PA usw. Aufgrund der Inkompatibilität mit PP ist es jedoch häufig erforderlich, die Dosierung von Modifikatoren zu erhöhen oder Verträglichkeitsvermittler hinzuzufügen, um eine hohe Zähigkeit im System zu erreichen.

02 Gummi- oder thermoplastisches Elastomer-verstärktes PP-System

Das Mischen von Gummi oder thermoplastischem Elastomer mit PP zur Zähigkeitsverstärkung ist derzeit eine umfassend untersuchte und wirksame Methode zur Zähigkeitsverstärkung.Diese Art von Modifikator umfasst hauptsächlich Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPR), Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM), Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer (SBS), Butadienkautschuk (BR), Isobutylenkautschuk (IBR), Naturkautschuk (NR) und Polyolefinelastomere (wie POE).Verschiedene Gummiarten können einen erheblichen Zähigkeitseffekt auf PP haben, der Zähigkeitseffekt variiert jedoch.Es gibt viele Faktoren, die die Zähigkeitswirkung von Gummi beeinflussen, wie etwa der Gehalt, die Größe und die Morphologie der Gummipartikel, die Grenzflächenhaftung und Kompatibilität zwischen Gummi und PP-Matrix, die Gummivernetzung und das Gummirelaxationsverhalten.

03 Ternäres Mischungssystem PP/Elastomer/Kunststoff

Die Erhöhung der Elastomermenge verbessert die Schlagfestigkeit des Systems erheblich, bringt jedoch Verluste bei Steifigkeit, Festigkeit, thermischer Verformungstemperatur und Fließfähigkeit mit sich und erhöht auch die Kosten, was zu Einschränkungen bei praktischen Anwendungen führt.

Daher wird darüber nachgedacht, dem PP Elastomere und Kunststoffe zuzusetzen, um ein ternäres Mischungssystem zu bilden, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern und die Kosten zu senken.Am gebräuchlichsten ist die Zugabe von Polyethylen (PE), das als Hauptkomponente im System zur Bildung einer Mischmatrix mit PP oder als dritte Komponente (Zähigkeitsmittel) verwendet werden kann.

04 Anorganisches, steifes, partikelhärtendes PP-System

Mit Elastomeren gehärtete Kunststoffe haben zwar in der Industrie Erfolge erzielt, doch während sie die Zähigkeit verbesserten, haben sie die Steifigkeit, Festigkeit und Betriebstemperatur erheblich verringert.Im Jahr 1988 wurde bei der Untersuchung der Bruchzähigkeit von CaCO3-gehärteten PP-Verbundwerkstoffen die Bruchmechanik verwendet, um den Fortschritt der Energiedissipation zu analysieren, und in China wurde erstmals ein neuer Ansatz zur Füllverstärkung und Zähigkeit vorgeschlagen.Zu den am häufigsten verwendeten anorganischen starren Partikeln gehören derzeit CaCO3, BaSO4, Kaolin, Talkumpuder, Glimmer usw.

Der Mechanismus der Zähigkeit von Polymeren durch anorganische starre Partikel ist noch nicht klar.Es wird allgemein angenommen, dass: 1. Wenn sich das Polymer unter Krafteinwirkung verformt, erzeugt die Anwesenheit starrer anorganischer Partikel einen Spannungskonzentrationseffekt, der dazu führt, dass die umgebende Matrix nachgibt.Dieses Nachgeben der Matrix wird eine große Menge an Verformungsarbeit absorbieren, was zu Verfestigungseffekten führt;2. Das Vorhandensein starrer anorganischer Partikel kann die Rissausbreitung behindern oder Risse passivieren oder beenden.Der Grund für die Behinderung der Rissausbreitung liegt im Pinning-Effekt, während der Grund für die Partikelpassivierung oder das Abbrechen von Rissen in der teilweisen Ablösung an der Zweiphasengrenzfläche liegt.

Gemäß dem oben genannten Mechanismus besteht die Voraussetzung für die Erzielung einer Zähigkeit darin, dass die Matrix eine angemessene Zähigkeit aufweist und eine mäßige Bindungskraft zwischen der Matrix und den Partikeln vorhanden sein sollte, was zwangsläufig eine geeignete aktive Behandlung der Oberfläche anorganischer Partikel erfordert.

05 Ternäres Verbundsystem aus PP/Elastomer/anorganischen Partikeln

Um das Verhältnis zwischen Zähigkeit und Modul auszugleichen, haben ternäre Verbundwerkstoffe aus PP/Elastomer/anorganischen Partikeln nach und nach die Gunst der Forscher gewonnen, wie z. B. PP/POE/BaSO4, PP/EPR/CaCO3, PP/EPDM/Talkumpulver, PP/ POE/CaCO3 usw. Auch der Einsatz von Elastomeren und anorganischen Partikeln in diesem ternären System wird immer vielfältiger und eröffnet neue Möglichkeiten, die Gesamtleistung von PP weiter zu verbessern und seine Anwendungsfelder zu erweitern.

Der Vorschlag des ternären Verbundsystems beruht darauf, dass bei der Untersuchung der Grenzflächenbindung zwischen anorganischen Partikeln und PP davon ausgegangen wird, dass bei Einführung eines Elastomers dieses nicht nur als drittes Relativsystem zur Zähigkeit dienen, sondern auch eine Grenzflächenschicht bilden kann die Oberfläche anorganischer Partikel, wodurch die Spannungskonzentration durch Scherverformung überwunden und die Ablösung und Rissbildung der anorganischen Partikel und der PP-Matrix verhindert wird.

Die Mischung und Zähigkeitsmodifizierung von Polypropylen PP erfordert eine komplexe und vielfältige Vielfalt an Mischsystemen.Es zeigt sich, dass die Verwendung eines einzigen Rohstoffs als Zähigkeitsvermittler die hohen Leistungsanforderungen von Kunststoffprodukten oft nicht erfüllen kann.

Jeder Härter auf dem Markt hat eine andere Formel und ein anderes Inhaltsstoffverhältnis.Dabei variiert die Zugabemenge je nach Leistungsfähigkeit der Kunststoffpartikel-Rohstoffe.Bei der Erfüllung der Leistungsanforderungen ist es gleichzeitig das Ziel der Kunststoffhersteller, die Materialkosten zu minimieren.Daher ist die Wahl eines leistungsstarken und kostengünstigen Zähigkeitsmittels besonders wichtig.

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