Benötigen TPE-Pellets oberflächenmodifizierte Füllstoffe?

Ob Füllstoffe beim TPE-Granulieren eine vorherige Oberflächenmodifizierung benötigen, hängt von den Eigenschaften des Füllstoffs (Aktivität und Oberfläche), den Leistungsanforderungen des TPE-Endprodukts (mechanische Festigkeit, Aussehen, Verarbeitungsgenauigkeit) und dem Füllgrad ab. Im Folgenden wird erläutert, wann eine Änderung erforderlich ist und wann sie übersprungen werden kann.

1. Grundprinzip

Der Hauptzweck der Füllstoffmodifizierung besteht darin, die Kompatibilität zwischen anorganischen Füllstoffen und der unpolaren TPE-Matrix zu verbessern.

• Hochaktive Füllstoffe oder Füllstoffe mit großer Oberfläche neigen zur Agglomeration und zeigen aufgrund der hohen Oberflächenenergie eine schlechte Dispersion.

• Füllstoffe mit geringer Aktivität und geringen Beladungen können anstelle einer Vorbehandlung auf Verträglichkeitsvermittler und Gleitmittel in der Formel zurückgreifen.

2. Wenn eine Vorabänderung erforderlich ist

In folgenden Fällen wird eine Vorbehandlung (meist mit Silan- oder Titanat-Haftvermittlern) empfohlen:

(1) Füllstoffeigenschaften:

Bei Füllstoffen wie Nano-SiO₂, pyrogener Kieselsäure, gefällter Kieselsäure, feinem Calciumcarbonat (>2000 Mesh) und Nano-CaCO₃ hilft eine Vormodifizierung mit KH-570 oder NDZ-101 (0,5–2 % des Füllstoffgewichts), Agglomeration zu verhindern und eine gleichmäßige Dispersion sicherzustellen.

(2) Hochleistungsanwendungen:

Vorab modifizieren, wenn TPE-Produkte Folgendes erfordern:

• Überlegene mechanische Eigenschaften (Zugfestigkeit, Reißfestigkeit, Elastizität);

• Glatte Oberfläche (keine Flecken oder Rauheit);

• Hohe Präzision (Dünnwandextrusion, Präzisionsspritzguss).

Die Oberflächenbehandlung verbessert die Grenzflächenbindung und verringert die Verarbeitungsinstabilität.

(3) Hoher Füllstoffgehalt (≥20 phr):

Wenn der Füllstoffgehalt 20 phr oder mehr beträgt, ist eine Vormodifizierung unerlässlich, um eine erhöhte Schmelzviskosität, ein hohes Drehmoment und eine schlechte Produktzähigkeit zu verhindern.

3. Wenn eine Vorabänderung nicht erforderlich ist

Sie können die Vorbehandlung überspringen, wenn:

(1) Verwendung von Füllstoffen mit geringer Aktivität wie grobem Calciumcarbonat (<1250 Mesh), Talk (<500 Mesh) oder Glimmerpulver, die eine niedrige Oberflächenenergie und eine schwache Agglomerationsneigung aufweisen.

(2) Herstellung von kostengünstigem oder Allzweck-TPE, bei dem Füllstoff hauptsächlich zur Kostenreduzierung oder Dichtekontrolle und nicht zur Leistungssteigerung hinzugefügt wird.

(3) Geringer Füllstoffgehalt (≤15 phr):

Die Kompatibilität kann mit PP-g-MAH- oder SEBS-g-MAH-Kompatibilisatoren und Gleitmitteln aufrechterhalten werden, die eine Brücke zwischen Füllstoff und Matrix bilden und gleichzeitig die Dispersion verbessern.

4. Praktische Tipps

• Verwenden Sie als erste Wahl Kopplungsmittel; Für hochbelastete Systeme mit Stearinsäure (0,5–1 %) kombinieren, um Bindung und Fließfähigkeit auszugleichen.

• Wenn Sie auf die Vormodifizierung verzichten möchten, mischen Sie TPE vor der Zugabe von Füllstoff mit Verträglichkeitsvermittler und Gleitmittel, um eine Agglomeration zu verhindern.

• Bei speziellen Füllstoffen (z. B. Kieselsäure, Nanopulver) ist eine Vorbehandlung weiterhin dann ratsam, wenn eine hohe Transparenz oder mechanische Festigkeit erforderlich ist.

Zusammenfassung

Eine Oberflächenmodifikation von Füllstoffen beim Compoundieren und Pelletieren von TPE ist nicht immer zwingend erforderlich – aber bei Hochleistungs-, Hochbeladungs- oder Feinpartikelsystemen verbessert die Vorbehandlung die Dispersion, Stabilität und Produktqualität erheblich.

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