Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 20

13 октября 2020
Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 20

В предыдущей части мы рассмотрели, что наполнение стекловолокном может оказаться достаточно эффективным, если сочетать его с другими типами наполнителей — например, слюдой. Было исследовано влияние добавления PPgAA к композитам, содержащим 40% флогопитовой слюды. Были оценены две разные слюды: 60 S представляет собой необработанную слюду, тогда как 60 NP обрабатывают аминосиланом. Уровни добавления PPgAA составляют 10%, 15% и 20% от веса всего композита. При добавлении связующего значительно увеличивается предел прочности на разрыв. Без добавления связующего агента композит, содержащий обработанную слюду, имеет более высокий предел прочности на разрыв, чем композит, содержащий необработанную слюду. Когда добавляется PPgAA, прочность на разрыв композита, содержащего необработанную слюду, эквивалентна композиту с обработанной слюдой и без связующего агента. Все композиты, содержащие как обработанную слюду, так и PPgAA, имеют более высокую прочность на разрыв по сравнению с композитами, содержащими необработанную слюду. Это указывает на синергетический эффект между обработкой поверхности аминосиланом и связующим агентом PpgAA.

Представленные данные по пределу прочности при растяжении относятся к композитам, которые содержат слюду меньшего размера. Были оценены как обработанные 200 NP, так и необработанные 200 HK слюды. Тип NP обрабатывают аминосиланом. Интересно, что не все виды обработки поверхности показывают этот синергетический эффект. Так, специалисты сравнили необработанную слюду и слюду, содержащую азидосилан. Слюда 200 P не содержит обработки поверхности, тогда как слюда 200 PT обработана азидосиланом. Без PPgAA слюда с азидосиланом дает композит с более высокой прочностью на разрыв по сравнению с необработанной слюдой. Однако, когда PPgAA используется в качестве связующего агента, не наблюдается разницы в прочности на разрыв между композитами, содержащими обработанную или необработанную слюду. Подобные результаты получены при использовании малеинированных полипропиленов. В ряде статей было показано улучшение механических свойств на 9–29% при добавлении 10% малеинированного полипропилена. Также ученые выяснили, что использование средне-молекулярного PPgMAH с высокой функциональностью работает лучше, чем высокомолекулярный, низкофункциональный материал в полипропилене, наполненном слюдой. Теперь рассмотрим полипропилен, наполненный тальком. Использование талька в качестве наполнителя в полипропилене приводит к получению композитов, которые демонстрируют превосходные свойства, такие как прочность на разрыв, модуль упругости при изгибе, низкая усадка, тепловое отклонение и устойчивость к царапинам и царапинам.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 20

Тальк – это гидратированный силикат магния, его поверхность может быть гидрофильной или гидрофобной, в зависимости от источника. Многие тальки поставляются с различными обработками поверхности, предназначенными для модификации поверхности с целью улучшения адгезии полипропилена к тальку. Для обработки поверхности часто используются стеараты или силаны. Было показано, что использование полипропилена с привитой акриловой кислотой в качестве химического связующего агента увеличивает механические свойства полипропилена, наполненного тальком и показан эффект добавления PPgAA к полипропилену с наполнителем из 40% талька. Были оценены различные типы тальков. Необработанные тальки были марок Microtalc и Emtal, тогда как обработанные марки – это Microtuff и Cyprubond. С необработанными тальками достигается улучшение прочности на разрыв на 11–12% при добавлении 20% PPgAA. Для обработанных тальков наблюдается улучшение на 11–19%. Обработкой поверхности талька Microtuff был аминосилан. Композиты, которые содержали этот тальк в сочетании с 20% PPgAA, имели более высокий предел прочности на разрыв, чем композиты, содержащие необработанные тальки. Было также показано, что малеинированные полипропилены действуют как связующий агент для полипропилена, наполненного тальком. Также сообщалось, что высокофункциональный PPgMAH средней молекулярной массы является предпочтительным связывающим агентом для полипропилена, наполненного тальком.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 20

Также рассматривалось много способов придать полимерам сопротивление горючести. Один из самых старых методов – использование галогенированных материалов. Однако в последнее время, ввиду ужесточившихся норм производственной и экологической безопасности, наблюдается отказ от использования этих галогенированных материалов. Двумя наиболее часто используемыми негалогенными добавками являются тригидрат алюминия (ATH) и гидроксид магния (MgOH2). Гидроксид магния используется в полипропиленовых соединениях из-за высокой температуры обработки. Если ATH используется в полипропилене, он может разлагаться во время обработки, чего удается избежать при использовании MgOH2. Гидроксид магния сегодня доступен от множества поставщиков. Как и другие наполнители, он доступен с множеством различных размеров частиц и с различными видами обработки поверхности. Для получения желаемых огнестойких свойств требуются высокие уровни этих наполнителей (например, 50–60%). При таком высоком содержании наполнителя механические свойства конечного композита низкие. Также очень сложно диспергировать этот уровень наполнителя в полипропилене. Огнезащитные свойства зависят от дисперсности наполнителя, поэтому хорошее диспергирование имеет решающее значение.

Для повышения совместимости и диспергируемости на поверхность MgOH2 часто наносят поверхностные средства обработки, такие как стеариновая кислота. Карбоксильная группа стеариновой кислоты реагирует с функциональными группами, присутствующими на поверхности. Однако длина алифатического хвоста стеариновой кислоты слишком мала, чтобы запутаться и сокристаллизоваться с полимерной матрицей. Полипропилен с привитой малеинированной или акриловой кислотой также может быть использован в качестве связующего агента для этих типов соединений. Использование малеинированного полиэтилена и полипропиленов в этих приложениях широко задокументировано. Ряд специалистов провели исследование малеинированного полипропилена в полипропилене с наполнителем MgOH2. Их результаты показали критическую концентрацию групп карбоновых кислот. При низких уровнях добавки предел текучести композита резко возрастает. Однако при определенной концентрации, основанной на содержании наполнителя, наблюдалось очень небольшое увеличение предела текучести при увеличении добавления PPgMAH. Возможные объяснения этого заключаются в том, что 100% поверхности наполнителя покрыто PPgMAH или что межфазная адгезия была сильнее, чем предел текучести матрицы.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 20

Также были приведены данные по нескольким различным композитам, изготовленным с использованием различных типов гидроксидов магния. Композиты оценивали как с PPgMAH, так и без него. Были выявлены свойства различных используемых гидроксидов магния. Так, композиты, содержащие необработанный MgOH2, Magnifin H7, демонстрируют значительное увеличение прочности на разрыв и изгиб, тогда как ударные свойства улучшаются лишь незначительно. Использование запатентованного покрытия MgOH2, Magnifin H 5K V, снова показало значительное увеличение прочности на растяжение и изгиб, но ударные свойства снизились. Поверхностное покрытие, вероятно, представляет собой жирную кислоту. Это могло бы объяснить низкие начальные свойства при растяжении несвязанного композита по сравнению с несвязанным необработанным композитом. Кроме того, конечная прочность на растяжение и изгиб связанных композитов выше при использовании необработанной обработки по сравнению с запатентованной обработкой. Magnifin H 51 V содержит поверхностную обработку аминосиланом. Комбинация этой обработки поверхности и малеинированного полипропилена привела к наивысшим механическим свойствам для всех исследованных композитов. В следующей части будем рассматривать такой наполнитель для полипропилена, как целлюлоза.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 20

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