Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 13

8 октября 2020
Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 13

В этой части завершим рассмотрение областей применения изделий из различных типов полипропилена и перейдем к вопросам, касающимся наполнителей для полипропиленовых изделий. Помимо рассмотренных в предыдущих частях областей, полипропилен широко используется в автомобилях и других транспортных средствах. По большей части здесь преобладают ударные сополимеры. Одно из первых применений было в емкостях для батарей: в этом применении, которое насчитывает уже более 40 лет, ударный сополимер черного цвета, полученный литьем под давлением, заменил черную твердую резину. Сейчас нормой стали емкости других цветов и из натурального полупрозрачного материала. Другой давний вариант использования полипропилена в автомобилях – это воздуховоды для отопления и кондиционирования воздуха, которые в большинстве своем невидимы. Лопасти вентиляторов различных типов изготавливаются из наполненного (обычно тальком) полипропилена.

В связи с необходимостью уменьшения веса автомобилей многие компоненты перешли от других более тяжелых материалов, таких как металлы и древесная мука, к пластику, и теперь большая часть пластика в автомобилях – это именно полипропилен. Внутренняя отделка и некоторые элементы экстерьера полностью выполнены из полипропилена и его сополимеров. Полипропилен имеет преимущество перед большинством других термопластов по плотности, которая составляет всего около 0,9 г / мл. Еще одним плюсом является то, что детали из полипропилена не склонны к скрипу и дребезжанию. В внутренней отделке дверей и приборной панели и консолей практически все элементы отлиты из полипропилена. В зависимости от требований используются разные типы смол, но почти всегда выбирают ударопрочный сополимер. Чаще всего детали изготавливаются с естественным цветом, хотя иногда детали окрашивают для идеального сочетания цвета и внешнего вида. Для внутренней отделки желательны смолы, дающие детали с низким блеском, поскольку отражения уменьшаются, а детали с низким блеском имеют не такой «пластиковый» вид. Во внутренней отделке чаще всего встречаются ударные сополимеры со скоростью течения расплава в диапазоне 20–35 г / 10 мин, и это могут быть полимеры CR (с управляемой реологией) или реакторные смолы. Точный выбор смолы может быть сложным из-за множества различных, а иногда и противоречивых требований.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 13

Требования к ударопрочности, часто регулируемые правительственными организациями разных стран, должны быть сбалансированы с учетом требований к жесткости и устойчивости к царапинам, а также требований к термостойкости (интерьер закрытого автомобиля под жарким летним солнцем может сильно нагреваться). В некоторых дверях внешний вид не важен, потому что формованная часть покрыта тканью. В операции формования при низком давлении, известной как декорирование в форме, полимер формуют по существу вместе с тканевым покрытием. Требуются смолы с очень высокой MFR, около 70 г / 10 мин. Полипропилен также быстро становится основным материалом для изготовления деталей экстерьера автомобилей. Опять же, снижение веса здесь было важным фактором. В недавно разработанных автомобильных бамперах становится все более распространенным то, что облицовка бампера, которая является видимой частью, отливается из термопластичного олефина (ТПО или TPO), основной составляющей которого является полипропилен. Первые термопластичные олефины производились путем включения каучука в полипропилен. Более совершенные TPO теперь производятся прямо в реакторе, и они называются реакторными термопластичными олефинами. Термопластические олефины также используются для изготовления воздушных заслонок, боковых обшивок кузова, приборных панелей и даже решеток радиаторов некоторых автомобилей.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 13

Приступаем к рассмотрению следующей важной темы, которая называется химические связующие вещества для наполненных и армированных стекловолокном полипропиленовых композитов. Почему это важно? Прежде всего с целью изменения эксплуатационных свойств материалов, чтобы приспособить их к требованиям различных отраслей. Так, в трубопроводной сфере стекловолоконное и карбон-базальтовое армирование позволяют повысить термостойкость полипропиленовых труб. Вообще же полипропилен – очень универсальный полимер. Он обладает множеством свойств, которые делают его предпочтительным для различных применений (например, отличная химическая стойкость, хорошие механические свойства и низкая стоимость). Есть много способов, которыми можно изменить механические свойства полипропилена в соответствии с широким спектром конечных применений. Различные наполнители и армирующие элементы, такие как стекловолокно, слюда, тальк и карбонат кальция, являются типичными ингредиентами, которые добавляют в полипропиленовую смолу для достижения желаемых механических свойств композита без серьезных финансовых затрат, что является ключевым фактором популярности полипропиленовых композитов.

Волокнистые материалы имеют тенденцию повышать как механические, так и термические свойства, такие как прочность на разрыв, прочность на изгиб, модуль упругости при изгибе, температура теплового отклонения, сопротивление ползучести, а иногда и ударная вязкость. Наполнители, такие как тальк и карбонат кальция, часто используются в качестве базовых наполнителей для получения менее дорогостоящего материала. Однако с этими материалами также можно добиться некоторого улучшения жесткости и ударопрочности. Другие типы наполнителей часто используются для придания полимеру других свойств, таких как сопротивление горючести. Негалогенные огнестойкие материалы, такие как гидроксид магния, часто добавляют к полипропилену для получения малодымящих, негалогенных огнестойких соединений. Большинство используемых наполнителей и армирующих материалов имеют полярную природу. С другой стороны, полипропилен неполярен. Плохая адгезия между поверхностью наполнителя и полимерной матрицей предотвращает необходимое смачивание расплавленным полимером для разрушения комков агрегированных частиц наполнителя. Этот недостаток приводит к плохой дисперсности и недостаточному армированию с сопутствующими плохими механическими свойствами.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 13

Существует несколько способов преодоления этих проблем. Один из часто используемых методов – это обработка наполнителя каким-либо типом поверхностно-активных веществ, например, стеариновой кислотой, которая сделает поверхность более гидрофильной. Также часто используются другие добавки, такие как силаны, цирконаты и титинаты. Эти материалы будут реагировать как с поверхностью наполнителя, так и с полимером, увеличивая адгезию между ними. Другой подход заключается в изменении химического состава полипропилена путем присоединения полярных групп к основной цепи молекулы, таких как акриловая кислота или малеиновый ангидрид. Следующая часть будет посвящена обзору полимерных связующих агентов, в основном полипропилена с привитым акриловой кислотой (PPgAA) и малеинированного полипропилена (PPgMAH), а также их производству и использованию в наполненных и армированных полипропиленовых композитах. Здесь же заметим, что в производстве полипропиленовых композитов используются многие типы химических связующих веществ. Связующий агент по определению – это вещество, которое связывает наполнитель с полимерной основой (западные специалисты также используют термин «полимерная матрица», но нам такое словосочетание представляется не слишком удачным). Чтобы сделать это более эффективно, связующий агент должен иметь уникальную структуру. В следующей части поговорим об этом более подробно.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 13

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад