Polypropeenin fyysinen muuntaminen
Orgaanisten tai epäorgaanisten lisäaineiden lisääminen PP ( polypropeeni ) -matriisiin sekoitus- ja seostusprosessin aikana korkean suorituskyvyn omaavien PP-komposiittimateriaalien saamiseksi. Tärkeimpiä menetelmiä ovat täytteen modifiointi ja sekoitusmodifiointi.
Täytön muutos
PP-muovausprosessissa polymeeriin lisätään täyteaineita, kuten silikaatteja, kalsiumkarbonaattia, piidioksidia, selluloosaa ja lasikuituja parantamaan lämmönkestävyyttä, alentamaan kustannuksia, lisäämään jäykkyyttä ja vähentämään PP:n muovauksen kutistumista. PP:n iskulujuus ja venymä kuitenkin vähenevät. Lasikuidulla, erinomaisena epäorgaanisena ei-metallisena viiksenä, on alhainen hinta, hyvä eristys, lämmönkestävyys, korroosionkestävyys ja korkea mekaaninen lujuus. Sitä käytetään laajalti, ja lasikuitutäytteellä modifioidun PP:n suorituskyky paranee merkittävästi. Kuitenkin, kun lasikuitupitoisuus saavuttaa noin 30 %, materiaalin mekaanisia ominaisuuksia voidaan merkittävästi parantaa. Liiallinen lasikuidun lisääminen voi johtaa joidenkin lasikuitujen riittämättömään kyllästymiseen, mikä johtaa huonoon sidoskykyyn polymeerimatriisin ja lasikuitujen välillä, mikä johtaa komposiittimateriaalin mekaanisen lujuuden heikkenemiseen. Lisäksi lasikuitupitoisuuden kasvaessa komposiittimateriaalin juoksevuus heikkenee, mikä johtaa vaikeuksiin PP-muovauksessa ja prosessoinnissa.
Sekoitus muunnos
PP:n (polypropeenin) sekoittaminen polyeteenin, teknisten muovien, termoplastisten elastomeerien tai kumin kanssa PP:n suorituskyvyn parantamiseksi. Sekoitusmodifiointi suoritetaan prosessilaitteissa, kuten sisäisissä sekoittimissa, avomyllyissä ja ekstruudereissa. Prosessi on helppo hallita, sillä on lyhyt tuotantosykli ja alhaiset kustannukset, ja se voi parantaa PP:n erilaisia ominaisuuksia, kuten värittävyyttä, prosessoitavuutta, antistaattisia ominaisuuksia ja iskunkestävyyttä. Polymeerisekoituksella voidaan hyödyntää kokonaisvaltaisesti kunkin komponentin erinomaisia ominaisuuksia, korjata kunkin komponentin ominaisuuksien puutteet ja parantaa merkittävästi seoksen kokonaisvaltaista suorituskykyä. Seoksen PP:n matalan lämpötilan kestävyys ja ikääntymisenkestävyys eivät kuitenkaan ole vielä ihanteellisia. Sekoitusmodifioinnin aikana leikkausvoima voi aiheuttaa joidenkin suurten molekyyliketjujen katkeamisen ja muodostaa vapaita radikaaleja, jotka voivat muodostaa oksaskopolymeerejä ja toimia tehokkaasti PP:n yhteensovittajina.
PP-muokkaustekniikka on laajentanut huomattavasti komposiittimateriaalien sovellusaluetta ja parantanut tuotteiden kustannustehokkuutta, edistänyt PP:n suunnitteluprosessia ja laajentanut sen käyttöaluetta yleisistä muoveista teknisiin muoveihin. Viime vuosina PP-muokkaustekniikan tutkimus ja kehitys on kehittynyt nopeasti, ja PP-modifiointiin on sovellettu yhä enemmän uusia teknologioita, mikä on merkittävästi parantanut PP:n kokonaisvaltaista suorituskykyä ja laajentanut jatkuvasti sen sovellusaluetta laajalla kehitysnäkymillä.
Vahvistuksen muutos
Kuitumaisten materiaalien lisääminen muoveihin voi parantaa merkittävästi muovimateriaalien lujuutta, mistä johtuu nimen vahvistusmuunnos. Materiaalit, joilla on suuri halkaisija-paksuussuhde, voivat parantaa merkittävästi muovimateriaalien taivutuskerrointa (jäykkyyttä), jota voidaan kutsua myös lujitemuokkaukseksi.
PP:n (polypropeenin) lujitemodifikaatiossa pääosin käytettyjä lujitemateriaaleja ovat lasikuitu ja sen tuotteet sekä hiilikuitu, orgaaninen kuitu, boorikuitu, viikset jne. Näistä lasikuituvahvisteisessa PP:ssä käytetyt lasikuidut ovat mm. enimmäkseen ei-alkalilasikuituja ja keskialkalisia lasikuituja, joista suurin osa on ei-alkalisia lasikuituja. Lasikuitujen halkaisijaa säädetään alueella 6-15 μm, ja lasikuitujen pituuden on taattava olevan 0.25-0.76 mm, mikä voi varmistaa tuotteen suorituskyvyn ja saada lasikuidut hyvin hajaantumaan.
Yleisesti uskotaan, että tuotteessa olevien lasikuitujen pituuden tulisi olla suurempi kuin 0.2 mm modifikaatiovaikutuksen aikaansaamiseksi. Lasikuitupitoisuus (massaosuus) on paras välillä 10 % - 30 %, ja suorituskyky heikkenee, kun se ylittää 40 %. Lisäksi organosilaaniliitosaineiden lisääminen voi tehdä lasikuiduista ja PP:stä hyvän rajapinnan, parantaa komposiittijärjestelmän taivutusmoduulia, kovuutta, kuormituksen muodonmuutoslämpötilaa ja erityisesti mittojen vakautta. Lasikuituvahvistettu PP voi parantaa mekaanista lujuutta ja lämmönkestävyyttä, ja sen kestävyys vesihöyryn, kemiallisen korroosion ja virumisen suhteen on myös hyvä. Sitä voidaan käyttää teknisinä muovina monissa tilanteissa, kuten tuulettimen siivet, lämmittimen säleiköt, siipipyörät, lampunvarjostimet, sähköuunit ja lämmittimen kotelot jne.
Samalla kun polypropeenin tuotanto kasvaa nopeasti, myös sen suorituskyky paranee jatkuvasti, jolloin sen käyttöalue ja syvyys muuttuvat jatkuvasti. Viime vuosina on syntynyt uusia polypropeenilajikkeita, joilla on ainutlaatuiset ominaisuudet, kuten läpinäkyvä polypropeeni ja korkea sulalujuus polypropeeni joko polymerointireaktion parannuksilla tai polymeroinnin jälkeisen granuloinnin aikana toteutetuilla toimenpiteillä.
