Progreso de la investigación del polipropileno modificado de baja contracción
Diversas cargas inorgánicas, como fibra de vidrio, talco en polvo, carbonato cálcico, mica en polvo, wollastonita, sulfato de bario, grafito, fibra de carbono, etc. Se utiliza para rellenar y reforzar la modificación de polipropileno; elastómeros como POE y EPDM, polietileno como HDPE y LLDPE para endurecer el polipropileno modificado y mejorar su rendimiento general. Tecnologías como el relleno, el endurecimiento y el refuerzo son actualmente los principales métodos de modificación del polipropileno y también se han convertido en métodos importantes para controlar la contracción del polipropileno. Agregue rellenos inorgánicos para resistir la contracción del polipropileno a través de la estructura de los rellenos inorgánicos. El otro es agregar un componente para entrelazar las cadenas moleculares de los dos componentes, cambiar la cristalización del polipropileno y lograr el propósito de controlar la contracción del polímero.
1***Modificación de mezcla
* * *La modificación de mezcla se refiere al uso de compatibilidad o reacción* * * para mezclar en el sistema plástico original mediante varios métodos de mezcla Uno o más plásticos o elastómeros, formando finalmente un nuevo material que es macroscópicamente uniforme y microscópicamente separado en fases. Hay muchos materiales utilizados para la modificación compuesta de PP, como el elastómero termoplástico POE, EPDM, SBS y polietileno HDPE y LLDPE. Cuando se añaden los plásticos o elastómeros correspondientes al polipropileno, las cadenas moleculares extrañas interrumpirán la cristalización del polipropileno en diversos grados y reducirán la contracción del polipropileno.
Wang et al. [1] mezclaron POE y PP*** y estudiaron el efecto de diferentes tipos de POE en la contracción del PP. Los resultados mostraron que el polímero de etileno-octeno*** tenía un impacto. sobre la cristalinidad del PP el efecto es mayor que el de los polímeros de etileno-butileno*, que presentan una menor contracción. Esto se debe a que cuanto más largo sea el segmento de cadena lateral de POE, más fuerte será el efecto de bobinado en la cadena molecular de PP y mayor será la capacidad de restringir la cristalización de PP, por lo que la tasa de contracción es menor.
Además, Ning Kaijun et al. [2] también estudiaron el impacto del POE y POP (elastómero a base de propileno) en la contracción del polipropileno modificado con talco. En los dos * * * sistemas mixtos, a medida que aumenta la cantidad de elastómero, la contracción del sistema disminuye gradualmente. Cuando la fracción de masa de POE es del 20%, el efecto de modificación del POE es mejor que el del POP y la tasa de contracción del sistema mixto se reduce al 0,65%~0,77%, lo que puede atribuirse a su compatibilidad con la matriz de PP. . La compatibilidad del elastómero POP a base de propileno con PP es mejor que la del POE, por lo que cuanto mejor sea la compatibilidad, menor será la disminución en la contracción del PP y cuanto más compleja sea la fase dispersa, mayor será la contribución a la reducción de la contracción del PP.
Luo Zhongfu et al. [3] utilizaron talco en polvo como relleno y POE y PE como modificadores para estudiar el efecto de la dosis de modificador sobre la contracción. Los resultados muestran que el LLDPE tiene un mayor impacto en la contracción que el HDPE, lo que puede deberse a que el LLDPE tiene un mayor impacto en el comportamiento de cristalización del polipropileno. A medida que aumenta el contenido de POE, la tasa de contracción del PP disminuye gradualmente. Cuando el contenido de POE es del 15%, la tasa de contracción del PP cae a aproximadamente el 0,9%.
Li Rongqun et al. [4] describieron en una patente un material compuesto de polipropileno modificado de alto brillo y baja contracción y su método de preparación. El polipropileno modificado de baja contracción se preparó aleando poliestireno y polipropileno de baja contracción. Sin embargo, debido a las grandes diferencias estructurales entre PP y PS, son propensos a la delaminación, lo que resulta en una mala estabilidad del producto. Al mismo tiempo, el PS y el PP tienen poca resistencia a la intemperie, por lo que su resistencia a la intemperie es baja.
2 Modificación del relleno
Los polvos inorgánicos utilizados para la modificación del relleno de PP incluyen principalmente talco en polvo, carbonato de calcio, sulfato de bario, mica en polvo, wollastonita, etc. El polvo inorgánico no solo reduce los costos, sino que también mejora las propiedades integrales de los materiales, como la dureza, la resistencia, la temperatura de deformación por calor, etc. , tiene un impacto significativo en la tasa de contracción del PP, principalmente en tres aspectos: primero, el relleno inorgánico en sí no se contrae y su adición reduce la tasa de contracción del moldeo del PP en su conjunto; segundo, la adición de rellenos reduce la cristalinidad; de PP, reduciendo así la tasa de contracción; en tercer lugar, la adición de rellenos inorgánicos finos actúa como agente nucleante, cambiando la morfología del polipropileno y previniendo la formación de esferulitas más grandes.
Hui et al. [5] estudiaron los factores que afectan la contracción del PP con diferentes formas de rellenos inorgánicos. Las investigaciones muestran que el polvo mineral puede limitar la contracción de los materiales compuestos, y el polvo de talco en escamas y la wollastonita acicular limitan la contracción del PP de manera más evidente que el carbonato de calcio granular. Cuanto menor sea el tamaño de partícula de un solo mineral, menor será la contracción del material compuesto. A medida que aumenta el contenido de carga mineral, disminuye la contracción de los composites. Cuando la fracción de masa de talco en polvo es del 30%, la tasa de contracción es del 0,768%.
Yang Lichen [6] también estudió el efecto de partículas rígidas inorgánicas sobre la contracción del polipropileno modificado.
Diferentes rellenos tienen diferentes efectos sobre la contracción del PP modificado, lo que se debe principalmente a las diferentes estructuras de los diferentes rellenos. Tanto el talco como el polvo de mica tienen una estructura escamosa. Durante el proceso de moldeo, las cadenas moleculares se alinearán en una dirección determinada con las capas laminares de talco y polvo de mica. La estructura laminar limita la contracción de la orientación. La wollastonita tiene una estructura en forma de aguja y el grado de orientación durante el proceso de moldeo es relativamente pequeño, por lo que tiene un impacto menor en la contracción que el carbonato de calcio que tiene una estructura granular y las cadenas moleculares no están orientadas durante el proceso de moldeo. , por lo que tiene un impacto menor en la contracción. El impacto de la tasa es relativamente pequeño.
Zhou Chunhuai et al. [7] utilizaron rellenos inorgánicos para mejorar la rigidez del material y reducir la contracción, y por primera vez utilizaron carbonato de calcio pesado ultrafino activo y talco como refuerzo. La conclusión es la siguiente: cuando se utilizan solos un 20% de talco en polvo y un 10% de carbonato de calcio, la tasa de contracción del material es del 0,82% y 0,87% respectivamente, mientras que cuando se utilizan un 10% de talco en polvo y un 10% de carbonato de calcio como rellenos compuestos, la La tasa de contracción del material es del 0,87%.
Cuando Liu et al. [8] estudiaron el efecto del polvo de talco sobre la tasa de contracción de los materiales compuestos de polipropileno/talco en polvo, descubrieron que a medida que aumentaba el contenido de talco en polvo, la tasa de contracción del material gradualmente. disminuyó en las mismas condiciones, cuanto menor sea el tamaño de las partículas de talco en polvo, menor será la tasa de contracción del material. Al combinar dos polvos de talco con diferentes tamaños de partículas, se concluyó que cuando la cantidad total agregada es del 27,5 % y la proporción de los dos polvos de talco es de 1:2, la tasa de contracción del material es la más baja, alcanzando el 0,556 %. Cuando se trata de una sola partícula gruesa o fina, los espacios entre las partículas son más grandes, lo que forma el llamado "efecto de cavitación", y la densidad del empaquetamiento se vuelve más pequeña, las partículas gruesas forman una cavidad más grande y la tasa de contracción de las partículas; El material es más pequeño durante el moldeado. Cuando se combinan partículas gruesas y finas, los espacios entre las partículas gruesas se llenan con partículas finas, formando el llamado "efecto de relleno secundario", que aumenta la densidad del relleno y reduce la tasa de contracción general.
Zhang Xinya et al. [9] introdujeron polietileno en polvo y talco de relleno inorgánico en la matriz de polipropileno y, al mismo tiempo, agregaron bigotes de sal de calcio mediante alimentación lateral. El polietileno en polvo aumentó significativamente el relleno inorgánico en la matriz. sistema La capacidad de dispersión mejora la fluidez de los materiales compuestos de polipropileno; el uso de rellenos de tamaño de partículas más pequeño mejora el defecto de tenacidad al impacto insuficiente del material. La alimentación lateral de los bigotes de sal de calcio mantiene las características de relación de aspecto originales y aprovecha al máximo la capacidad de los bigotes de sal de calcio para reducir la contracción.
3. Modificación del refuerzo
La fibra de vidrio tiene la mayor influencia en la contracción por moldeo de los materiales modificados con polipropileno. Cuando el contenido de fibra de vidrio alcanza más del 30%, la contracción por moldeo del material modificado con polipropileno cae de 65438 ± 0,8% a 0,5%. El impacto de la fibra de vidrio con superficie tratada sobre la contracción por moldeo es mayor que el de la fibra de vidrio sin tratar. Por un lado, la adición de fibra de vidrio destruye la cristalinidad del polipropileno y afecta la tasa de contracción. Más importante aún, las fibras de vidrio limitan la contracción por cristalización del polipropileno.
Cuando Chen Yanan et al. [10] estaban estudiando materiales especiales para parachoques de automóviles, reemplazaron parte del talco ultrafino con fibras de vidrio planas cortadas, lo que no solo mejoró significativamente la rigidez de los materiales compuestos de polipropileno, sino también. redujo significativamente la contracción y post-contracción del material. Además, debido a que la sección transversal de la fibra de vidrio plana es plana, la fibra en su conjunto presenta una estructura similar a una lámina similar al polvo de talco, y su fluidez es mucho mayor que la de la fibra de vidrio ordinaria con sección transversal circular. no hay fibras flotantes en la superficie de la pieza y la distribución interna de la pieza tiende a ser uniforme durante el moldeo por inyección. Debido a la isotropía, las fibras de vidrio ordinarias no se deforman.
Perspectivas
El polipropileno modificado de baja contracción se utiliza gradualmente en la industria moderna debido a sus excelentes propiedades. Seleccionando materias primas apropiadas, endureciendo, rellenando, reforzando y otros métodos de modificación, se puede controlar la preparación de polipropileno modificado con diferentes tasas de contracción bajas. Para aplicar polipropileno modificado de baja contracción a más campos, existen requisitos especiales para el polipropileno modificado, como alto brillo, alta fluidez, alta dureza, antiestático, alta resistencia al calor, alta resistencia al impacto, etc. Este seguirá siendo el Dirección de investigación y desarrollo de técnicos en el futuro.
Referencias
[1] Wang, et al. Investigación sobre la tasa de contracción de compuestos reciclados de polipropileno/talco/POE [J]. Envejecimiento y aplicación de materiales sintéticos, 2014 (4). ): 5-8.
Ning Kaijun, Yang, et al. Investigación sobre la contracción dimensional y las propiedades del sistema de mezcla ternario de polipropileno/elastómero/talco * * * [J Application of Engineering Plastics, 2011, 39(7):8]. -11.
, Zhou y Huang Da. Investigación sobre la tasa de contracción del polipropileno modificado [J]. Industria del Plástico, 2009, 37(A02): 42-44.
Li Rongqun, Ren Dongfang, An Feng, et al. Un material compuesto de polipropileno modificado de alto brillo y baja contracción y su método de preparación [P], China, CN102250413, 2011-165438+.
Ma Xuhui, Qiu Nengxing, Han Jing. Investigación sobre los factores que afectan la tasa de contracción de los compuestos de polipropileno con carga mineral [J] Plastics Industry, 2013, 41 (12): 69-71.
[6] Yang Liquen. Discusión sobre los factores que afectan la contracción del polipropileno modificado para automóviles [J Value Engineering, 2014, 33 (18): 289-290.
Huai, Zhong. Desarrollo de materiales especiales para salpicaderos de minicoches [J China Plastics, 1996, 10(6): 52-56.
Liu, Li Jing. Efecto del polvo de talco sobre la tasa de contracción de materiales compuestos de polipropileno/talco [J] Plastics Science and Technology, 2014, 42(8): 80-82.
Zhang Xinya, Zhang Xiangfu, et al. Un material de polipropileno modificado relleno con alta fluidez, alta tenacidad y baja contracción [P China, CN101759934a, 2010-06-30].
[10], Cheng, et al. Un material compuesto de polipropileno de baja contracción para parachoques de automóviles y su método de preparación [P], cn 102911431A, 2013-02-06.