راهنمای عوامل سفت کننده PP: SEBS در مقابل POE در مقابل EPDM - Zhonglitec

هموپلیمر پلی پروپیلن به طور چشمگیری استحکام ضربه را نزدیک 0 درجه سانتیگراد از دست می دهد زیرا دمای انتقال شیشه ای آن در حدود 0 تا 10 درجه سانتیگراد است و حوزه های بزرگ اسفرولیت باعث ایجاد شکستگی شکننده می شوند. در عمل، یک سپر یا یک ظرف یخچال که در دمای اتاق عملکرد خوبی دارد، می تواند در شرایط زمستانی خرد شود. سفت کردن PP با تعبیه یک فاز الاستومری نرم که انتشار ترک را متوقف می کند، این مشکل را حل می کند. با این حال، همه عوامل سفت کننده برابر نیستند - و انتخاب اشتباه می تواند سفتی را قربانی کند، هزینه فرمولاسیون را افزایش دهد یا سردردهای پردازش ایجاد کند.

چرا پلی پروپیلن را سفت کنیم؟

پلی پروپیلن طراحی سبک وزن، مقاومت شیمیایی و هزینه کم را ارائه می دهد، اما شکنندگی ذاتی آن استفاده در آب و هوای سرد، قطعات مستعد ضربه و بسته بندی دیواره نازک را محدود می کند. مشکل با دمای انتقال نسبتاً بالای شیشه‌ای هموپلیمر (Tg) و مورفولوژی کروی بزرگ شروع می‌شود که مرزهای ضعیفی را در جایی که ترک‌ها شروع می‌کنند، باقی می‌گذارد. هنگامی که یک بار ضربه ای برخورد می کند، ترک به سرعت از این مرزها عبور می کند و باعث شکست ناگهانی می شود. سفت کردن PP با پراکندگی یک فاز لاستیک مانند حالت شکست را از شکننده به شکل پذیر تغییر می دهد و انرژی بسیار بیشتری را قبل از شکستن جذب می کند.

کاربردهای معمولی که به PP مستحکم نیاز دارند عبارتند از سپرهای خودرو و تزئینات داخلی، بسته بندی با زنجیره سرد، محفظه لوازم خانگی و تجهیزات تفریحی در فضای باز. در هر مورد، ترکیب باید سفتی قابل استفاده را حفظ کند، در حالی که از ضربه‌های متعدد در یک پنجره دمای گسترده جان سالم به در می‌برد. انتخاب عامل سفت‌کننده مناسب تعیین می‌کند که آیا قطعه نهایی این خواسته‌ها را برآورده می‌کند یا خیر.

مکانیسم های کلیدی سفت کننده

ذرات الاستومری پراکنده به عنوان متمرکز کننده تنش عمل می کنند. هنگامی که یک تنش ضربه به سطح مشترک ذره-ماتریس می رسد، ذره تغییر شکل می دهد و باعث تسلیم برشی در ماتریس پلی پروپیلن اطراف می شود و از طریق حفره، حفره های ریز ایجاد می کند. این فرآیند جذب انرژی عظیم را از طریق باندهای برشی و برشی متعدد آغاز می کند. کیفیت پراکندگی تنها مهم ترین عامل است دامنه های الاستومری باید کوچک باشند (به طور ایده آل 0.5-2 میکرومتر) و به طور یکنواخت توزیع شوند تا بیشترین حجم ماتریس را فعال کنند. پراکندگی ضعیف باعث ایجاد آگلومراهای بی اثر و غلظت تنش می شود که همچنان باعث شکست شکننده می شود.

کاویتاسیون در داخل ذرات لاستیک تنش سه محوری را کاهش می دهد و به ماتریس اجازه می دهد به صورت جانبی تسلیم شود. ترکیبی از تشکیل فضای خالی و تسلیم برشی، یک ناحیه جذب انرژی بالا جلوتر از نوک ترک ایجاد می‌کند و به طور چشمگیری مقاومت ضربه‌ای بریدگی را افزایش می‌دهد. بنابراین، موفقیت سخت شدن نه تنها به شیمی الاستومر بستگی دارد، بلکه به نحوه پردازش آن در ماتریس PP نیز بستگی دارد.

عوامل سفت کننده الاستومری رایج - مقایسه

POE (پلی اولفین الاستومر)

POE ها کوپلیمرهای اتیلن-اکتن یا اتیلن-بوتن هستند که توسط کاتالیز متالوسن تولید می شوند و چگالی بسیار کم و عملکرد ضربه ای عالی در دمای پایین ارائه می دهند. نرخ افزودن معمولی از 3٪ تا 15٪ وزنی متغیر است، که افزایش مقرون به صرفه ای را در Izod شیاردار و ضربه دارت در دماهای پایین -40 درجه سانتیگراد ارائه می دهد. از آنجایی که آنها کاملا الفینی هستند، POE ها سازگاری قابل قبولی با پلی پروپیلن دارند، اگرچه گاهی اوقات یک سازگار کننده برای اصلاح مورفولوژی اضافه می شود.

مبادله: پایداری حرارتی POE محدود است. قرار گرفتن طولانی‌مدت در دمای بالای 180 درجه سانتی‌گراد می‌تواند باعث تخریب اکسیداتیو و انتشارات فرار شود که مناسب بودن آن را برای پردازش در دمای بالا یا برنامه‌هایی که نیاز به استانداردهای انتشار دقیق دارند کاهش می‌دهد. علاوه بر این، بارگذاری POE بالا به طور قابل توجهی ترکیب را نرم می کند و مدول خمشی را کاهش می دهد. برای کاربردهای حساس به هزینه و دمای متوسط، POE همچنان یک نیروی کار است، اما فرمول‌سازهایی که محدودیت‌های حرارتی را اعمال می‌کنند به جایگزین‌هایی نیاز دارند.

EPDM (مونومر اتیلن پروپیلن دی ان)

لاستیک EPDM هواپذیری فوق العاده، مقاومت در برابر ازن، و انعطاف پذیری در دمای پایین تا 40- درجه سانتیگراد و کمتر را فراهم می کند. ستون فقرات اشباع شده آن به مراتب بهتر از لاستیک های غیر اشباع در برابر اکسیداسیون مقاومت می کند و آن را به یک کاندیدای قوی برای مهر و موم های خودروهای بیرونی و ساختمانی تبدیل می کند. سطوح افزودن معمولی در سختی PP 5-20٪ است.

با این حال، سازگاری EPDM با پلی پروپیلن فقط متوسط ​​است. بدون سازگاری واکنشی، چسبندگی سطحی می تواند انتقال تنش و راندمان ضربه را کاهش دهد. همچنین تمایل به افزایش ویسکوزیته مذاب، پیچیده شدن پراکندگی و افزایش هزینه های ترکیبی دارد. در حالی که PP مقاوم شده با EPDM رفتار پیری عالی را ارائه می دهد، هزینه مواد خام بالاتر و نیازهای پردازش اغلب فرمول سازها را به سمت جایگزین های مدرن تر برای همه قطعات به جز سخت ترین قطعات در معرض آب و هوا سوق می دهد.

SEBS (کوپلیمر بلوکی استایرن-بوتادین هیدروژنه)

SEBS یک کوپلیمر بلوک استایرنی هیدروژنه است که بلوک میانی اتیلن-بوتیلن کاملاً اشباع شده آن پایداری حرارتی و مقاومت در برابر هوای عالی را ارائه می دهد. بلوک‌های انتهایی استایرن به‌عنوان پیوندهای متقاطع فیزیکی عمل می‌کنند و به سادگی با تنظیم محتوای استایرن، سختی را از درجه‌های ژل‌مانند نرم به اصلاح‌کننده‌های نیمه سفت تنظیم می‌کنند. SEBS به خوبی در پلی پروپیلن پراکنده می شود زیرا بلوک میانی الفینی از نظر ترمودینامیکی با ماتریس سازگار است و در صورت انتخاب درجه مناسب می تواند هم قدرت ضربه و هم جریان مذاب را بهبود بخشد.

به طور معمول، SEBS در بارگذاری 5-20٪ استفاده می شود. مرحله هیدروژناسیون آسیب پذیری پیوند دوگانه را که لاستیک های غیر اشباع را آزار می دهد از بین می برد. بنابراین ترکیب در طول اکستروژن در دمای بالا و قالب‌گیری تزریقی قوام خاصیت را حفظ می‌کند. برای فرمول نویسانی که به دنبال ارزیابی این رویکرد هستند، محدوده محصولات SEBS ما برای سخت‌سازی PP درجات خاصی را ارائه می دهد که اصلاح ضربه را با خواص جریان متعادل می کند. علاوه بر این، ستون فقرات اشباع شده به قابل اعتماد بودن کمک می کند عملکرد PP سخت شده در دماهای شدید ، یک تمایز کلیدی از POE و EPDM.

تولید کنندگان کوپلیمر بلوکی استایرن-بوتادین هیدروژنه (SEBS) ZHONGLITEC تولید کنندگان کوپلیمر بلوک استایرن-بوتادین هیدروژنه و تامین کنندگان SEBS قطبی شده، استایرهای هیدروژنه سفارشی چین... مشاهده محصول →

SEP (کوپلیمر بلوکی استایرن-ایزوپرن هیدروژنه)

SEP، با بلوک میانی ایزوپرن هیدروژنه، مزایای پایداری حرارتی و اشعه ماوراء بنفش SEBS را حفظ می کند، اما مزایای مشخصی در شفافیت و حلالیت روغن ارائه می دهد. از آنجایی که بخش های پلی ایزوپرن هیدروژنه در برابر تبلور و پراکندگی نور مقاومت می کنند، PP اصلاح شده با SEP نسبت به ترکیبات مبتنی بر SEBS یا POE مه بسیار کمتری به دست می آورد. این باعث می شود که الاستومر انتخابی برای کاربردهای PP شفاف یا نیمه شفاف مانند ظروف غذا، بسته بندی لوازم آرایشی و تجهیزات پزشکی که نیاز به محافظت در برابر ضربه بدون کاهش شفافیت دارند، باشد.

نرخ افزودن معمولی از 3٪ تا 12٪ متغیر است. در حالی که SEP تلفات مدول کمتری را در هر واحد بهبود ضربه در مقایسه با POE ارائه می‌کند، بازده سخت‌کنندگی آن در دماهای بسیار پایین کمی کمتر از EPDM است. با این حال، برای برنامه‌هایی که کیفیت نوری و پروفایل‌های با بو بسیار مهم هستند، SEP ترکیبی منحصر به فرد از خواص را ارائه می‌دهد. برای کاربردهایی که نیاز به شفافیت و تاثیر دمای پایین دارند، الاستومر Zhonglitec SEP برای اصلاح ضربه یک راه حل مناسب ارائه می دهد.

تولید کنندگان کوپلیمر بلوک استایرن-ایزوپرن هیدروژنه ZHONGLITEC - کوپلیمر بلوکی استایرن-ایزوپرن هیدروژنه (SEPS) تولید کنندگان و تامین کنندگان در چین، استایرن اتیلن پروپیلن سفارشی... مشاهده محصول →

چرا الاستومرهای هیدروژنه را برای سفت کردن PP انتخاب کنیم؟

الاستومرهای هیدروژنه شده مانند SEBS و SEP غیراشباع بودن را که پایداری حرارتی را در اصلاح کننده های لاستیکی سنتی مانند POE و EPDM محدود می کند، از بین می برند. این اجازه می دهد تا در دمای بشکه بالاتر بدون رانش ویسکوزیته یا تغییر رنگ ترکیب شود و در نتیجه عملکرد ضربه ثابت تر و حفظ رنگ بهتر در قسمت قالب گیری شود. بلوک‌های استایرنی آن‌ها پیوندهای متقاطع فیزیکی ایجاد می‌کنند که امکان تنظیم سختی را از خیلی نرم (<10 Shore A) تا نیمه صلب (> 60 Shore D) بدون شیمی اتصال متقابل را فراهم می‌کند - مزیتی که مستقیماً از پروفایل‌های سفتی و چقرمگی متعادل پشتیبانی می‌کند که دستیابی به الاستومرهای پلی اولفین خالص دشوار است.

در عمل، الاستومرهای هیدروژنه نیز انعطاف پذیری پردازش را ارائه می دهند. آنها به طور قابل پیش بینی نازک می شوند و ویسکوزیته پایدار را در یک پنجره گسترده دمای مذاب حفظ می کنند، که خطر برش بیش از حد یا تخریب حرارتی در طول ترکیب را کاهش می دهد. یک درجه به طور خاص برای این منظور طراحی شده است Zhonglitec S6553 TPE با کارایی بالا برای اصلاح PP ، که افزایش ضربه را با ویژگی های جریان مورد نیاز برای قالب گیری تزریقی و اکستروژن متعادل می کند.

نکات پردازش برای ترکیبات PP سخت شده

مورفولوژی PP سخت شده در مرحله اختلاط مذاب تنظیم می شود و انحرافات کوچک می تواند منجر به تفاوت های زیادی در عملکرد ضربه شود. از یک اکسترودر دو مارپیچ با برش متوسط ​​تا زیاد برای شکستن گلوله های الاستومری به حوزه های زیر 2 میکرومتر استفاده کنید. اگر برش کافی نباشد، الاستومر به صورت آگلومره های بزرگ باقی می ماند که به عنوان نقص عمل می کنند. برش بیش از حد بالا، به ویژه با اصلاح کننده های حساس به دما، می تواند باعث تخریب یا کاهش بیش از حد ویسکوزیته شود که به پراکندگی آسیب می رساند.

مشخصات دمای ترکیب را به اندازه کافی بالا نگه دارید تا جزء با بالاترین ذوب کاملاً ذوب شود. برای ترکیبات مبتنی بر SEBS و SEP، محدوده 190-230 درجه سانتیگراد معمولاً پراکندگی بهینه را بدون خطر آسیب حرارتی ایجاد می کند. الاستومر و پلی پروپیلن را با هم در گلوگاه تغذیه اصلی تغذیه کنید به جای مواد جانبی - این به مواد زمان ماندگاری طولانی تری برای دستیابی به اختلاط همگن می دهد. فشار و گشتاور مذاب را کنترل کنید تا هر گونه تغییرات لات به لات را قبل از تولید مقیاس بگیرید.

پس از ترکیب، گلوله سازی باید با دمای حمام رشته ای انجام شود که از تغییرات مورفولوژی ناشی از خاموش شدن جلوگیری کند. برای قطعات حیاتی، اندازه ذرات لاستیکی را با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی یا میکروسکوپ نیروی اتمی بررسی کنید. اندازه دامنه ثابت 0.5-2 میکرومتر با شکست شکل پذیر قابل اعتماد در کل قسمت ارتباط دارد.

نحوه انتخاب عامل سفت کننده مناسب - یک چارچوب تصمیم

بهترین الاستومر برای ترکیب PP شما الاستومری نیست که دارای بالاترین اعداد ضربه اسمی باشد، بلکه الاستومری است که چقرمگی مورد نیاز را بدون هزینه مهندسی، چگالی یا پیچیدگی پردازش بیش از حد ارائه می دهد. با ترسیم شدت برنامه شروع کنید:

• اگر هزینه محرک اصلی باشد و قطعه فقط گاهی اوقات با تأثیرات محیطی مواجه شود، یک POE استاندارد در بارگذاری 5 تا 10 درصد اغلب کافی است.
• هنگامی که هواپذیری طولانی مدت و قرار گرفتن در معرض مداوم در دمای پایین مورد نیاز است - مانند درزگیرهای فضای باز، سقف ها یا کانال های خودروی زیر کاپوت - EPDM همچنان یک انتخاب قوی و البته گران تر است.
• برای کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق روی تعادل سختی و ضربه، پایداری پردازش در دمای بالا و حفظ رنگ دارند، SEBS سازگارترین پلت فرم است. محتوای استایرن قابل تنظیم آن به یک خانواده الاستومر اجازه می دهد تا همه چیز را از ترکیبات سپر فوق سخت گرفته تا تزئینات داخلی نیمه ساختاری پوشش دهد.
• اگر قطعه باید شفاف یا کم مه باقی بماند، SEP تنها اصلاح کننده ای است که قدرت ضربه را بدون از بین بردن شفافیت نوری بهبود می بخشد. بسته‌بندی مصرف‌کننده، پنجره‌های روشن لوازم خانگی، و اجزای پزشکی کاندیدهای اصلی هستند.

Zhonglitec به طیف گسترده ای از صنایع در این کشور خدمات می دهد منطقه برنامه اصلاح پلاستیک و می تواند پروژه شما را با راهنمایی های فنی، ارزیابی های نمونه و توصیه های درجه سفارشی پشتیبانی کند. با تیم ما تماس بگیرید تا انتخاب الاستومر را با عملکرد دقیق و محدودیت‌های پردازش شما هماهنگ کند.