Modificación física del polipropileno
La adición de aditivos orgánicos o inorgánicos a la matriz de PP ( polipropileno ) durante el proceso de mezcla y composición permite obtener materiales compuestos de PP de alto rendimiento. Los principales métodos incluyen la modificación del relleno y la modificación de la mezcla.
Modificación de relleno
En el proceso de moldeo de PP, se agregan al polímero rellenos como silicatos, carbonato de calcio, sílice, celulosa y fibras de vidrio para mejorar la resistencia al calor, reducir costos, aumentar la rigidez y reducir la contracción del PP por moldeo. Sin embargo, la resistencia al impacto y el alargamiento del PP disminuirán. La fibra de vidrio, como un excelente filamento inorgánico no metálico, tiene un precio bajo, buen aislamiento, resistencia al calor, resistencia a la corrosión y alta resistencia mecánica. Es ampliamente utilizado y el rendimiento del PP modificado con relleno de fibra de vidrio mejora significativamente. Sin embargo, cuando el contenido de fibra de vidrio alcanza aproximadamente el 30 %, las propiedades mecánicas del material pueden mejorar significativamente. La adición excesiva de fibra de vidrio puede resultar en una impregnación insuficiente de algunas fibras de vidrio, lo que conduce a un rendimiento de unión deficiente entre la matriz polimérica y las fibras de vidrio, lo que resulta en una disminución de la resistencia mecánica del material compuesto. Además, a medida que aumenta el contenido de fibra de vidrio, disminuye la fluidez del material compuesto, lo que genera dificultades en el moldeado y procesamiento de PP.
Modificación de mezcla
Mezcla de PP (polipropileno) con polietileno, plásticos de ingeniería, elastómeros termoplásticos o caucho para mejorar el rendimiento del PP. La modificación de la mezcla se completa en equipos de procesamiento como mezcladores internos, molinos abiertos y extrusoras. El proceso es fácil de controlar, tiene un ciclo de producción corto y bajo costo, y puede mejorar varias propiedades del PP, como la colorabilidad, la procesabilidad, las propiedades antiestáticas y la resistencia al impacto. La mezcla de polímeros puede utilizar de manera integral las propiedades sobresalientes de cada componente, compensar las deficiencias de las propiedades de cada componente y mejorar significativamente el rendimiento integral de la mezcla. Sin embargo, la resistencia a bajas temperaturas y la resistencia al envejecimiento del PP mezclado aún no son ideales. Durante la modificación de la mezcla, la fuerza de cizallamiento puede hacer que se corten algunas cadenas moleculares grandes y se formen radicales libres, que pueden formar copolímeros de injerto o bloque y actuar eficazmente como compatibilizadores del PP.
La tecnología de modificación de PP ha ampliado en gran medida el campo de aplicación de los materiales compuestos y ha mejorado la rentabilidad de los productos, promovido el proceso de ingeniería de PP y ampliado su rango de aplicación desde plásticos generales hasta plásticos de ingeniería. En los últimos años, la investigación y el desarrollo de la tecnología de modificación de PP se ha desarrollado rápidamente y se han aplicado cada vez más tecnologías nuevas a la modificación de PP, lo que ha mejorado significativamente el rendimiento integral de PP y ha ampliado continuamente su campo de aplicación, con amplias perspectivas de desarrollo.
Modificación de refuerzo
Agregar materiales fibrosos a los plásticos puede mejorar significativamente la resistencia de los materiales plásticos, de ahí el nombre de modificación de refuerzo. Los materiales con una gran relación diámetro-espesor pueden mejorar significativamente el módulo de flexión (rigidez) de los materiales plásticos, lo que también puede denominarse modificación del refuerzo.
Los materiales de refuerzo utilizados principalmente en la modificación de refuerzo de PP (polipropileno) son fibra de vidrio y sus productos, así como fibra de carbono, fibra orgánica, fibra de boro, bigotes, etc. Entre ellos, las fibras de vidrio utilizadas en PP reforzado con fibra de vidrio son principalmente fibras de vidrio no alcalinas y fibras de vidrio medianamente alcalinas, siendo las fibras de vidrio no alcalinas la mayor cantidad. El diámetro de las fibras de vidrio se controla dentro del rango de 6-15 μm, y se debe garantizar que la longitud de las fibras de vidrio esté dentro de los 0.25-0.76 mm, lo que puede garantizar el rendimiento del producto y hacer que las fibras de vidrio estén bien dispersas.
En general, se cree que la longitud de las fibras de vidrio en el producto debe ser superior a 0.2 mm para tener un efecto de modificación. El contenido de fibra de vidrio (fracción de masa) es mejor entre 10% y 30%, y el rendimiento disminuye cuando supera el 40%. Además, la adición de agentes de acoplamiento de organosilano puede hacer que las fibras de vidrio y el PP formen una buena interfaz, mejoren el módulo de flexión, la dureza, la temperatura de deformación de la carga y, especialmente, la estabilidad dimensional del sistema compuesto. El PP reforzado con fibra de vidrio puede mejorar la resistencia mecánica y la resistencia al calor, y su resistencia al vapor de agua, la corrosión química y la fluencia también es buena. Se puede utilizar como plástico de ingeniería en muchas ocasiones, como aspas de ventiladores, rejillas de calentadores, impulsores, pantallas de lámparas, hornos eléctricos y carcasas de calentadores, etc.
Si bien la producción de polipropileno aumenta rápidamente, su rendimiento también mejora constantemente, lo que hace que la amplitud y la profundidad de su aplicación cambien constantemente. En los últimos años, han surgido algunas nuevas variedades de polipropileno con propiedades únicas, como el polipropileno transparente y el polipropileno de alta resistencia a la fusión, ya sea mediante mejoras en la reacción de polimerización o medidas tomadas durante la granulación después de la polimerización.
