Mecanismo de dureza plástica y endurecedores plásticos de uso común.

Los plásticos modificados están desempeñando un papel cada vez más importante, y la tecnología de endurecimiento de plásticos siempre ha estado presente en la investigación académica y la industria.Hoy aprenderemos sobre el endurecimiento de plásticos.

Tres factores que afectan el efecto de endurecimiento del plástico

1. Propiedades de la resina matriz

Los estudios han demostrado que mejorar la tenacidad de la resina de matriz conduce a mejorar el efecto de endurecimiento de los plásticos endurecidos, y se puede mejorar la tenacidad de la resina de matriz de las siguientes maneras:

Aumentar el peso molecular de la resina matriz para estrechar la distribución del peso molecular;

Mejore la tenacidad controlando si se cristaliza y la cristalinidad, el tamaño y la forma del cristal.

Por ejemplo, agregar un agente de nucleación al PP aumenta la tasa de cristalización y refina los granos, mejorando así la tenacidad a la fractura.

2. Características y dosificación del endurecedor

①.La influencia del tamaño de partícula de la fase dispersa del agente endurecedor——

Para los plásticos endurecidos con elastómero, las propiedades de la resina matriz son diferentes y el valor óptimo del tamaño de partícula de la fase dispersa del elastómero también es diferente.

Por ejemplo, el tamaño de partícula óptimo del caucho en HIPS es de 0,8 a 1,3 μm, el tamaño de partícula óptimo del ABS es de aproximadamente 0,3 μm y el tamaño de partícula óptimo del ABS modificado con PVC es de aproximadamente 0,1 μm.

②.La influencia de la cantidad de agente endurecedor: existe un valor óptimo para la cantidad de agente endurecedor agregado, que está relacionado con el parámetro de distancia de las partículas;

③.Influencia de la temperatura de transición vítrea del agente de endurecimiento: cuanto menor sea la temperatura de transición vítrea de los elastómeros generales, mejor será el efecto de endurecimiento;

④.La influencia del agente endurecedor en la resistencia de la interfaz de la resina de matriz: la influencia de la resistencia de la unión interfacial en el efecto endurecedor es diferente para diferentes sistemas;

⑤.El impacto de la estructura del endurecedor elastómero - relacionado con el tipo de elastómero, grado de reticulación, etc.

3. La fuerza de unión entre las dos fases.

La buena fuerza de unión entre las dos fases puede hacer que la tensión se transmita de manera efectiva entre las fases para consumir más energía, y el rendimiento general del plástico es mejor macroscópicamente, especialmente la mejora de la resistencia al impacto es la más significativa.

Por lo general, esta fuerza vinculante puede entenderse como la fuerza de interacción entre dos fases.La copolimerización por injerto y la copolimerización en bloque son métodos típicos para aumentar la fuerza de unión de dos fases.La diferencia es que forman enlaces químicos a través de la síntesis química.

Tales como copolímero de injerto HIPS, ABS, copolímero de bloque SBS, poliuretano.Para plásticos endurecidos con endurecedor, pertenece al método de mezcla física, pero el principio es el mismo.

El sistema de combinación ideal debe ser que los dos componentes sean parcialmente compatibles y formen fases por separado, y que haya una capa de interfaz entre las fases.

En la capa de interfaz, las cadenas moleculares de los dos polímeros se difunden entre sí y existe un gradiente de concentración evidente.Al aumentar la compatibilidad entre los componentes de mezcla, tiene una buena fuerza de unión y luego mejora la difusión para hacer que la interfaz se disperse y aumente el grosor de la capa de interfaz.Y aquí es donde el endurecimiento del plástico es también la tecnología clave para preparar aleaciones de polímeros: tecnología de compatibilidad de polímeros.

¿Qué son los endurecedores de plástico?¿Cómo dividir?

(1) Las características de la resina matriz

1. Endurecimiento de elastómeros de caucho: EPR (EPR), EPDM (EPDM), caucho de butadieno (BR), caucho natural (NR), caucho de isobutileno (IBR), caucho de nitrilo (NBR), etc. Adecuado para la modificación de endurecimiento de resinas plásticas usado;

2. Templado de elastómeros termoplásticos: SBS, SEBS, POE, TPO, TPV, etc.;Se utiliza principalmente para el endurecimiento de poliolefinas o resinas no polares, y se debe agregar un compatibilizador cuando se usa para el endurecimiento de polímeros que contienen grupos funcionales polares, como poliésteres y poliamidas.

3. Copolímero core-shell y endurecimiento de terpolímeros reactivos:

ACR (Acrilatos), MBS (Copolímero de acrilato de metilo-butadieno-estireno),

PTW (copolímero de etileno-acrilato de butilo-metacrilato de glicidilo), E-MA-GMA (copolímero de etileno-acrilato de metilo-metacrilato de glicidilo), etc.;

Se utiliza principalmente para endurecer plásticos de ingeniería y aleaciones de polímeros resistentes a altas temperaturas;

4. Mezcla y endurecimiento de plásticos de alta tenacidad:

PP/PA, PP/ABS, PA/ABS, HIPS/PPO, PPS/PA, PC/ABS, PC/PBT, etc.;la tecnología de aleación de polímeros es una forma importante de preparar plásticos de ingeniería de alta tenacidad;

5. Endurecimiento por otros métodos: endurecimiento por nanopartículas (como nano-CaCO3), endurecimiento por resina de sarín (ionómero metálico DuPont), etc.;

(2) En la producción industrial real, el endurecimiento de plásticos modificados se puede dividir aproximadamente en las siguientes situaciones:

1. La dureza de la resina sintética en sí no es suficiente, y la dureza debe mejorarse para satisfacer las necesidades de uso, como GPPS, homopolímero PP, etc.;

2. Mejorar significativamente la dureza de los plásticos para cumplir con los requisitos de súper dureza y uso a largo plazo en ambientes de baja temperatura, como el nailon súper resistente;

3. Después de la modificación de la resina, como el relleno y el retardante de llama, se reduce el rendimiento del material.En este momento, se debe llevar a cabo un endurecimiento efectivo.

Los plásticos de uso general se obtienen generalmente mediante polimerización por adición de radicales libres.La cadena principal y la cadena lateral de la molécula no contienen grupos polares.Al endurecer, se pueden agregar partículas de caucho y elastómero para obtener un mejor efecto de endurecimiento;

Los plásticos de ingeniería se obtienen generalmente por polimerización por condensación.Las cadenas laterales o grupos terminales de las cadenas moleculares contienen grupos polares.Al endurecer, se pueden agregar partículas de elastómero o caucho funcionalizado para lograr una mayor tenacidad.

Tipos de endurecedores para resinas de uso común

En resumen, el endurecimiento del plástico es igualmente importante para los plásticos cristalinos y los plásticos amorfos, y la resistencia al calor de los plásticos de uso general, los plásticos de ingeniería y los plásticos de ingeniería especiales mejora gradualmente, y el precio de costo también aumenta.

De esta manera, se presentan requisitos más altos para la resistencia al calor y la resistencia al envejecimiento del agente de endurecimiento, y también es una gran prueba para la tecnología de modificación y endurecimiento del plástico.

¡Y el más importante y crítico es mantener una buena compatibilidad con la matriz y los componentes!