Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 39

10 ноября 2020
Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 39

Физические свойства металлоценовых пластомеров охватывают диапазон между пластиками и эластомерами. По сравнению с LLDPE пластомеры имеют более низкую плотность, предел прочности, модуль упругости при изгибе, твердость и температуру плавления. Они обладают большим удлинением и прочностью. Они исключительно прозрачные, с очень низкими значениями мутности при более низких плотностях. По сравнению с сополимерами полярного этилена, такими как сополимеры этиленвинилацетата (EVA), этиленметилакрилата (EMA) и этиленэтилакрилата (EEA), пластомеры значительно более совместимы с полипропиленом. По сравнению с EVA пластомеры обладают исключительной термостойкостью. Плотность их значительно ниже, чем у полярных сополимеров этилена. Из-за узкого распределения по составу металлоценовые пластомеры демонстрируют четкие точки плавления и кристаллизации при дифференциальной сканирующей калориметрии. Температуры плавления и кристаллизации резко снижаются с увеличением содержания сомономера и значительно ниже, чем температуры плавления (Tm) продуктов Циглера-Натта того же состава. Температуры плавления последних лишь незначительно снижаются из-за увеличения сомономера из-за присутствия высокомолекулярных (MW) фракций сомономера, которые доминируют при плавлении материала. Обладая точными температурами плавления, пластомеры легко гранулируются и остаются в виде дискретных сыпучих гранул до необычно низкой плотности.

Теперь о тепловых переходах пластомеров. (α) альфа-переход представляет собой температуру плавления (Tm) полимера, которая может быть получена с помощью некоторых тестов. (β) бета-переход представляет собой температуру стеклования (Tg) полимера и представляет движение или смещение сегментов полимера. (γ) гамма-переход возникает в результате локализованной релаксации полимерных цепей и, как предполагается, обеспечивает основной механизм поглощения ударов при низких температурах. В хорошо диспергированных смесях полипропилен – пластомер температура β-перехода обычно не является ограничением для низкотемпературных ударных характеристик. В экспериментах обычно используются определенные модификаторы, в том числе EB Plastomer (сополимер этилена и бутена EXACT 4033, 0,80 MI, плотность 0,88), EO Plastomer (сополимер этилена и октена ENGAGE 8100, 1,0 MI, плотность 0,87), а также EPR (JSR07P EPR, 0,3 MI, вязкость по Муни 47, плотность 0,864). Гомополимеры (PP-H) обычно представляют сорта общего назначения, изготовленные литьем под давлением. Статистические или рандом-сополимеры (PP-R) представляют собой сорта высокой прозрачности, содержащие 3% этилена и осветлитель. Ударные или блок-сополимеры (PP-B) являются сортами, произведенными литьем под давлением, содержащими 9% этилена. Скорость течения расплава (MFR) всех марок указывается в отдельных экспериментах.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 39

В экспериментах с полипропиленом с наполнителем нередко используется тальк. Для характеристики соединений обычно используются два типа испытаний на удар: испытание Изода с надрезом и инструментальное испытание на удар (например, в соответствии с ASTM D-3763). Тест Изода с надрезом знаком большинству специалистов в области пластмасс. В прямоугольном образце вырезается стандартный надрез. Затем образец разбивается падающим маятником. Ударная вязкость материала рассчитывается по потере импульса маятника. Инструментальное испытание на удар – это автоматическая модернизация ударного испытания Гарденера. В обычном тесте Гарденера для прокалывания образца диска используется падающий острый предмет. Высота падения используется для расчета энергии удара материала при разрушении. В инструментальном тесте используется аналогичный падающий элемент с тензодатчиком, прикрепленным к его кончику. Прибор регистрирует силу как функцию расстояния, когда такой «дротик» проникает в образец. Скорость тестирования можно отрегулировать, изменяя высоту падающего тестера. Испытания часто проводятся в камере с контролируемой температурой, чтобы обеспечить низкие температуры, необходимые для определенных технических характеристик (например, при изготовлении передних панелей автомобилей).

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 39

В варианте инструментального испытания на удар в качестве источника кинетической энергии используется плунжер с пружинным приводом, а не падающее тело с острым наконечником. В остальном принципы теста аналогичны тесту с падающим телом. Данные зависимости силы от расстояния объединены, чтобы получить полную энергию, необходимую для разрушения образца. Кроме того, форма кривой дает информацию о режиме отказа. Если след силы падает почти вертикально от своего максимального значения, происходит хрупкое разрушение. Если след силы удлинен, происходит вязкое разрушение. Общая энергия представляет собой общую площадь под кривой силы / расстояния. Энергия выхода – это площадь под частью от начала эксперимента до точки максимальной силы. Как показывает практика, показатель пластичности менее 35% означает хрупкое разрушение. Для характеристики ударной вязкости при инструментальном испытании на ударопрочность необходимо указать как общую энергию, так и индекс пластичности. Из-за низкого контраста между металлоценовыми пластомерами и полипропиленом был разработан новый метод определения морфологии смеси полиолефинов с использованием сильного окрашивания RuO4 и низковольтной сканирующей электронной микроскопии (LVSEM).

Лицевая часть образца сначала подвергается криогенному сечению стеклянным ножом, а затем окрашивается парами RuO4 в течение 2,5 часов. С лицевой стороны вырезают срезы толщиной около 100 нм до глубины около 0,5 мм. Затем образец исследуется методом LVSEM при напряжении 2 кВ. Компьютерный анализ изображений микрофотографий используется для определения среднего размера частиц и гранулометрического состава диспергированных пластомеров в полипропиленовой матрице. Отсканированные изображения анализируются с помощью программного обеспечения для анализа изображений. Программа рассчитывает площадь дисперсной фазы, большую и малую оси (Dmajor и Dminor) и ориентацию каждой частицы-модификатора. Как правило, на каждой микрофотографии анализируется около 80 частиц, а для получения статистически значимых результатов исследуются три-четыре изображения каждой смеси. Рассчитываются следующие параметры: Davg1 и Davg2, представляющие собой два способа вычисления среднего диаметра частиц. Davg1 – это среднее значение длин большой и малой осей частицы, а Davg2 – диаметр круга с площадью, равной измеренной площади диспергированной частицы. Dn и Dv – это среднечисловой и среднеобъемный диаметр соответственно, а AR – это соотношение сторон.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 39

Диаметры частиц, измеренные или вычисленные по сечениям, обычно занижают фактические диаметры, потому что некоторые сечения срезаются с верхней или нижней части частицы, а не с ее середины. В литературе было предложено несколько методов оценки фактического диаметра на основе двумерных проекций. Недавнее исследование пришло к выводу, что применение этих поправок обеспечило увеличение значений Dn только на 8% и привело к небольшому сдвигу в общем распределении в сторону меньших диаметров. Эти поправки не применялись в анализах, описанных ниже. В продаже имеются четыре типа основных смол полипропилена: гомополимер, статистический или рандом-сополимер, термостабилизированный рандом-сополимер и ударный или блок-сополимер. Гомополимер полипропилена является наиболее трудно поддающимся ударному воздействию. Все другие типы полипропилена легче модифицировать, поскольку они содержат различное количество этиленовых связей или биполимеров этилена-пропилена, которые снижают жесткость основной смолы и повышают ее ударопрочность. Эти структуры также обеспечивают некоторую степень совместимости с пластомерами этилен-альфа-олефина. Основные исследования, проведенные с использованием PP-H в смесях полипропилен-пластомер, иллюстрируют принципы, которые применимы и к другим типам полипропилена.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 39

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