Descubriendo la fórmula de modificación de endurecimiento del polipropileno PP

El endurecimiento por mezcla de polipropileno PP se utiliza ampliamente en diversos campos debido a sus importantes efectos, su baja inversión industrial y su rápida y sencilla implementación.La modificación del endurecimiento por mezcla se refiere al uso de otros plásticos, elastómeros y polvos inorgánicos como modificadores para mezclar con PP y mejorar la tenacidad de los plásticos PP.Los sistemas comunes de modificación y endurecimiento se dividen principalmente en los siguientes tipos:

01 Sistema PP plástico templado

El uso de otros plásticos como modificadores para el endurecimiento del PP no solo puede lograr el objetivo del endurecimiento, sino también mejorar las propiedades físicas del material, como la resistencia al desgaste y el teñido.El uso de plásticos generales como el polietileno como modificadores también tiene una importante ventaja de precio.Los productos plásticos comúnmente utilizados en la modificación del endurecimiento del PP incluyen HDPE y LLDPE EVA, PA, etc. Sin embargo, debido a su incompatibilidad con el PP, a menudo es necesario aumentar la dosis de modificadores o agregar compatibilizadores para lograr una alta tenacidad en el sistema.

02 Sistema PP templado de caucho o elastómero termoplástico

La mezcla de caucho o elastómero termoplástico con PP para el endurecimiento es actualmente un método de endurecimiento eficaz y ampliamente estudiado.Este tipo de modificador incluye principalmente caucho de etileno propileno dieno (EPR), monómero de etileno propileno dieno (EPDM), copolímero de bloque de estireno butadieno estireno (SBS), caucho de butadieno (BR), caucho de isobutileno (IBR), caucho natural (NR) y elastómeros de poliolefina (tales como POE).Los diferentes tipos de caucho pueden tener un efecto endurecedor significativo sobre el PP, pero el efecto endurecedor varía.Hay muchos factores que afectan el efecto endurecedor del caucho, como el contenido, el tamaño y la morfología de las partículas de caucho, la adhesión interfacial y la compatibilidad entre el caucho y la matriz de PP, la reticulación del caucho y el comportamiento de relajación del caucho.

03 Sistema de mezcla ternaria PP/elastómero/plástico

El aumento en la cantidad de elastómero mejora significativamente el rendimiento de impacto del sistema, pero trae consigo pérdidas en rigidez, resistencia, temperatura de deformación térmica y fluidez, y el costo también aumenta, lo que resulta en limitaciones en las aplicaciones prácticas.

Por lo tanto, la gente está considerando agregar elastómeros y plásticos al PP para formar un sistema de mezcla ternaria para mejorar las propiedades mecánicas y reducir costos.La más común es la adición de polietileno (PE), que puede usarse como componente principal del sistema para formar una matriz mixta con PP, o como tercer componente (agente endurecedor).

04 Sistema de PP de endurecimiento de partículas rígidas inorgánicas

De hecho, los plásticos endurecidos con elastómeros han logrado éxito en la industria, pero si bien mejoran la tenacidad, han reducido significativamente la rigidez, la resistencia y la temperatura de servicio.En 1988, en el estudio de la tenacidad a la fractura de compuestos de PP endurecidos con CaCO3, se utilizó la mecánica de fractura para analizar el avance de la disipación de energía, y se propuso por primera vez en China un nuevo enfoque de refuerzo de relleno y endurecimiento.Las partículas rígidas inorgánicas comúnmente utilizadas actualmente incluyen CaCO3, BaSO4, caolín, talco en polvo, mica, etc.

El mecanismo por el que los polímeros se endurecen con partículas rígidas inorgánicas aún no está claro.Generalmente se cree que: 1. Cuando el polímero se deforma bajo fuerza, la presencia de partículas inorgánicas rígidas produce un efecto de concentración de tensiones, lo que hace que la matriz circundante ceda.Este rendimiento de la matriz absorberá una gran cantidad de trabajo de deformación, lo que dará lugar a efectos de endurecimiento;2. La presencia de partículas inorgánicas rígidas puede dificultar la propagación de grietas o pasivarlas o terminarlas.La razón para impedir la propagación de grietas se debe al efecto de fijación, mientras que la razón para la pasivación de partículas o la terminación de grietas se debe a la desunión parcial en la interfaz de dos fases.

Según el mecanismo anterior, el requisito para lograr el endurecimiento es que la matriz tenga una dureza adecuada y que haya una fuerza de unión moderada entre la matriz y las partículas, lo que inevitablemente requiere un tratamiento activo apropiado de la superficie de las partículas inorgánicas.

05 Sistema compuesto ternario de PP/elastómero/partículas inorgánicas

Para equilibrar la relación entre tenacidad y módulo, los compuestos ternarios de PP/elastómero/partículas inorgánicas se han ganado gradualmente el favor de los investigadores, como PP/POE/BaSO4, PP/EPR/CaCO3, PP/EPDM/talco en polvo, PP/ POE/CaCO3, etc. El uso de elastómeros y partículas inorgánicas en este sistema ternario también es cada vez más diverso, abriendo nuevas vías para mejorar aún más el rendimiento integral del PP y ampliar sus campos de aplicación.

La propuesta del sistema compuesto ternario se debe a que al estudiar la unión de interfaz entre partículas inorgánicas y PP, se considera que si se introduce un elastómero, este no sólo puede servir como un tercer sistema relativo para el endurecimiento, sino también formar una capa de interfaz sobre la superficie de partículas inorgánicas, superando así la concentración de tensiones a través de la deformación por cizallamiento y evitando el desprendimiento y el desarrollo de grietas de partículas inorgánicas y de la matriz de PP.

La modificación del mezclado y endurecimiento del polipropileno PP implica una variedad compleja y diversa de sistemas de mezclado.Se puede observar que el uso de una sola materia prima como agente endurecedor a menudo no puede cumplir con los requisitos de alto rendimiento de los productos plásticos.

Cada agente endurecedor del mercado tiene una fórmula y una proporción de ingredientes diferentes.Al mismo tiempo, la dosis añadida varía según el rendimiento de las materias primas de partículas plásticas.Si bien cumplen con los requisitos de rendimiento, las empresas de fabricación de plástico también buscan minimizar los costos de materiales.Por lo tanto, es particularmente importante elegir un agente endurecedor rentable y de alto rendimiento.

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