11 esquemas para el endurecimiento de PP

1PP/PE Sistema de endurecimiento

Categoría	Característica
endurecimiento de LDPE	El efecto de endurecimiento es obvio y otras propiedades mecánicas, como el módulo de flexión, disminuyen rápidamente. Por lo tanto, solo se puede usar en aplicaciones donde los requisitos de resistencia al impacto son los principales y otras propiedades mecánicas no son altas.
endurecimiento de HDPE	Cuando la cantidad de adición es inferior al 10 %, tiene un efecto de endurecimiento rígido en el PP, es decir, mientras aumenta el rendimiento de impacto, otras propiedades mecánicas no disminuyen.
endurecimiento LLDPE	El efecto de endurecimiento está entre LDPE y HDPE, y la cantidad de adición es del 5% al ​​20%.
endurecimiento de UHMWPE	No solo tiene un efecto de endurecimiento, sino que también logra un efecto de refuerzo de formación de fibras in situ. Tomando PP1330 como ejemplo, la resistencia al impacto con muescas, la resistencia a la tracción y el alargamiento aumentaron 3,5 veces, 1,5 veces y 2,5 veces cuando se añadió un 10 % de UHMWPE para endurecer, respectivamente.

2PÁGINAS/Eva Sistema de endurecimiento

Mientras endurece el PP, el EVA también puede mejorar el alargamiento a la rotura, el índice de fluidez y el brillo de la superficie.

El contenido de AV en el EVA seleccionado está entre el 14% y el 18%.Con un 20 % de PP endurecido con EVA-15, su resistencia al impacto aumenta 12 veces, la reducción de la rigidez es pequeña y su costo es menor que el del elastómero o el PP endurecido con caucho, y el rendimiento integral es mejor que el del sistema PP/EPDM.

3PP/PA6 Sistema de endurecimiento

El sistema de mezcla PP/PA6 puede mejorar las deficiencias inherentes de los dos, de modo que el material tiene excelentes indicadores integrales de desempeño, y la selección de 15 % de PA6 en PP puede aumentar su resistencia al impacto en un 50 % y reducir su resistencia a la tracción en un 13,8 %;Si se agrega un 5% de PP-G-MAH como compatibilizador, su resistencia al impacto se puede aumentar en un 113% y la resistencia a la tracción se puede reducir en un 2,7%.

4mPE/PP Sistema de endurecimiento

mPE tiene un muy baja temperatura de transición vítrea y gran elongación a la rotura, que es muy adecuado para la modificación de endurecimiento de PP.

El mPE tiene un buen efecto endurecedor sobre el PP y, al agregar un 40 % de mPE al PP, la resistencia al impacto con muescas a -30 °C supera 20 veces la del PP puro, que es unas 9 veces la del EPDM con la misma masa de piezas.Además, también se encuentra que con mPE endurecido PP, el el material compuesto tiene baja deformación por tracción, deformación por compresión y deformación por fluencia, excelente rendimiento a baja temperatura y rendimiento de procesamiento, y se ha convertido en un fuerte competidor de EPDM.

Además, el material endurecido recientemente desarrollado es el copolímero de etileno-octeno EOC, que puede aumentar la resistencia al impacto del PP hasta 9 veces.

5Sistema de PP endurecido POE

PP/POE es un sistema de PP endurecido con elastómero desarrollado en los últimos años, que tiene el mejor efecto de endurecimiento, buena resistencia a la intemperie, buena fluidez, buena estabilidad térmica, buen rendimiento de procesamiento y también es el sistema de PP endurecido con elastómero más utilizado.

La compatibilidad entre POE y PP es muy buena, El efecto de endurecimiento, especialmente el efecto de endurecimiento a baja temperatura, es muy evidente, mejor que EPDM y EPR, y su efecto de endurecimiento es POE>EPDM>EPR, y el módulo de flexión y la disminución de la resistencia a la tracción son pequeños, y el orden descendente es POE

Cuando se agrega POE a PP en más del 15%, el efecto endurecedor aumenta rápidamente.Si se añade un 30 % de POE al PP, la resistencia al impacto con muescas aumenta de 76,4 J/m de PP puro a 626 J/m.

Comparado con EPDM, POE tiene baja energía cohesiva, sin dobles enlaces y buena resistencia a la intemperie, que es un poderosa alternativa al EPDM.

6 Sistema de PP endurecido SBS

SBS no tiene un efecto de endurecimiento tan bueno como EPDM en PP, pero se puede usar en aplicaciones generales.

Los resultados muestran que cuando el contenido de SBS está entre 0-10 partes, la resistencia al impacto aumenta con el aumento de la cantidad añadida.Después de más de 15 partes, la resistencia al impacto disminuye. El rendimiento de impacto del PP resistente al impacto hecho de SBS y PP se puede mejorar 5 veces y 10 veces, respectivamente.Cuando la fórmula específica es PP:SBS:CaCO3 =48:40:12, la resistencia al impacto de la viga en voladizo con propiedades relacionadas es 70kj/m2.

7Sistema de PP templado EPDM, EPR

EPDM (terpolímero de etileno-propileno-diolefina) y EPR (copolímero binario de etileno-propileno) son los materiales de endurecimiento de elastómeros más utilizados en la tradición del PP, especialmente EPDM, ambos tienen alta elasticidad y buena resistencia a bajas temperaturas, lo que puede mejorar el rendimiento de impacto y la resistencia a bajas temperaturas de PP.Dado que ambas estructuras contienen grupos propilo, tienen una buena compatibilidad con el PP y una estabilidad térmica muy alta.

En el intervalo de contenido del 5% al ​​30%, la resistencia al impacto del sistema aumenta casi lineal y rápidamente con el aumento de la cantidad añadida.Pero al mismo tiempo, la resistencia a la flexión, la resistencia a la tracción, la temperatura de deflexión térmica, etc. del sistema se reducen significativamente.

En comparación con EPR, EPDM y PP tienen una buena interacción de interfaz, los parámetros de solubilidad son iguales (ambos 8.1), una mejor compatibilidad con PP y un efecto de endurecimiento más obvio en PP.

Tomando EPR como ejemplo, cuando se agrega 20% a PP, la resistencia al impacto de la muesca a temperatura ambiente aumenta hasta 10 veces y la temperatura de fragilización disminuye hasta 4 veces.

Tomando EPDM como ejemplo, cuando se usa PP/EPDM/talco en una proporción de 100/20/10 para parachoques de automóviles, el desempeño de diferentes fabricantes se muestra en la siguiente tabla.

Después de la formación de EPDM-G-MAH después del injerto MAH de EPDMM, el PP endurecido con EPDM-g-MAH tiene un mejor efecto que el EPDM puro.

8Sistema de PP endurecido BR

Caucho cis butadieno (BR) tiene las ventajas de alta elasticidad, buen rendimiento a baja temperatura (temperatura de transición vítrea -110 °C), resistencia al desgaste, resistencia a la flexión, etc., y los parámetros de solubilidad de BR están cerca de PP, buena compatibilidad con PP y buen efecto endurecedor.

Cuando el PP/BR es 100/15, su resistencia al impacto aumenta casi 6 veces y la temperatura de fragilización cae a 8 °C (hasta 23 °C).

9Sistema de PP endurecido sinérgico de plástico/elastómero

Aunque la mezcla de elastómero y PP tiene una excelente resistencia al impacto, la pérdida de rigidez, resistencia y temperatura de deflexión térmica es grande y el costo aumenta significativamente.Para mejorar las propiedades mecánicas y reducir los costos, se agregan plásticos al sistema de endurecimiento de elastómero/PP para formar una mezcla ternaria de elastómero/plástico/PP.

Los plásticos más utilizados en los sistemas de mezcla ternaria son HDPE y LLDPE, como PP/SBS/HDPE, PP/EPR/HDPE, PP/EPDM/LLDPE, PP/HDPE/BR(100/15/15), PP/PS /mPE, PP/PS/SBS, etc.

Sistema de temple ternario PP/HDPE/BR, cuando la relación es 100/15/15, no solo tiene buena tenacidad, sino que también tiene alta resistencia a la tracción y resistencia a la flexión.

El efecto sinérgico del sistema de mezcla ternario de PP/SBS/BR es significativo, mucho mejor que el efecto de endurecimiento de PP/SBS o PP/BR.

El diseño de la formulación del sistema de endurecimiento anterior debe prestar atención a los siguientes puntos.

(1) Efecto endurecedor.POE>mPE>TPE> EPDM, pero económicamente considere que EPDM es más.

(2) Selección de compatibilizador.Para materiales endurecidos con poca compatibilidad con PP, se deben agregar compatibilizadores al formular el diseño, y comúnmente se usa PP-g-MAH.Después de la adición del compatibilizador, la resistencia al impacto aumenta significativamente.Como PA, PS, PVC, etc., todos necesitan agregar compatibilizadores.

(3) Determinación de la cantidad de adición.Varios materiales endurecidos tienen un rango de adición óptimo para el efecto endurecedor del PP, como SBS por debajo del 15 % y POE por encima del 15 %.

(4) Selección de materiales de endurecimiento.El efecto de endurecimiento de diferentes materiales endurecidos y el impacto en otras propiedades son diferentes, por lo que los requisitos de rendimiento del PP en diferentes aplicaciones también son diferentes, y los materiales endurecidos deben seleccionarse de acuerdo con sus propiedades específicas.Si la resistencia al envejecimiento del PP endurecido con EPR no es buena, el parachoques del automóvil que se usa al aire libre generalmente no elige EPR sino EPDM con mejor resistencia a la intemperie.

(5) endurecimiento compuesto.PP endurecido de un solo material, aunque se mejora la resistencia al impacto, pero tiene un mayor impacto en otras propiedades.Por esta razón, el endurecimiento compuesto a menudo se selecciona para equilibrar todos los aspectos del rendimiento y reducir los costos de manera adecuada.

(6) El tamaño de partícula del elastómero.Cuando el tamaño de partícula es inferior a 1,5 micrones, puede lograr un mejor efecto de endurecimiento.

10Sistema de PP endurecido con partículas rígidas inorgánicas

Los materiales endurecedores rígidos inorgánicos comúnmente utilizados son mica, talco, wollastonita, carbonato de calcio y sulfato de bario.

Después del sistema de endurecimiento previo con caucho y el tratamiento superficial adecuado de las partículas rígidas inorgánicas, se puede formar una estructura de dispersión de núcleo y cubierta con partículas rígidas inorgánicas como núcleo y caucho como cubierta, y el efecto endurecedor de las partículas rígidas inorgánicas es muy significativo.Los ejemplos de aplicaciones específicas incluyen PP/EPDM/CaCO3, PP/EPDM/talco, PP/EPDM/wollastonita, etc.

El sistema de endurecimiento previo sin caucho tiene una gran fuerza de tratamiento para partículas rígidas inorgánicas, y es mejor agregar un agente de acoplamiento mientras se agrega un agente de acoplamiento, y el efecto del tratamiento compuesto es bueno. Para partículas rígidas inorgánicas optimizadas por modificadores de interfaz, también se pueden formar estructuras de dispersión capa-capa con partículas rígidas inorgánicas como núcleo y modificadores de interfaz como capa.Por ejemplo, PP/sistema de endurecimiento de caolín optimizado, cuando se agrega un 30% de caolín, la resistencia al impacto es tan alta como 480J/m;Para otro ejemplo, CaCO3 tratado con carboxilato de alquilo y agente de acoplamiento, cuando se agrega el 50% al PP, su resistencia al impacto puede aumentar aproximadamente 1 vez.

11Endurecimiento de nanomateriales orgánicos/inorgánicos

Los nanomateriales son nuevos materiales recién desarrollados en los años 80 del siglo XX, pero también los nuevos materiales más prometedores en el siglo XXI, han recibido una atención generalizada, las nanopartículas inorgánicas debido a menos defectos superficiales, más átomos no apareados, área de superficie específica grande, a través de la El efecto de partículas puede mejorar el comportamiento de cristalización del PP, la estructura cristalina y el comportamiento mecánico del polipropileno en el área de la interfaz, para lograr el propósito de fortalecer y endurecer.