Физическая модификация полипропилена
Добавление органических или неорганических присадок в матрицу полипропилена (ПП ) в процессе смешивания и компаундирования позволяет получить высокоэффективные композитные материалы из ПП. Основные методы включают модификацию путем наполнения и модификацию путем смешивания.
Модификация заливки
В процессе формования полипропилена к полимеру добавляются наполнители, такие как силикаты, карбонат кальция, диоксид кремния, целлюлоза и стекловолокно, для повышения термостойкости, снижения затрат, повышения жесткости и уменьшения усадки полипропилена при формовании. Однако ударная вязкость и относительное удлинение полипропилена уменьшатся. Стекловолокно, как превосходный неорганический неметаллический вискер, имеет низкую цену, хорошую изоляцию, термостойкость, коррозионную стойкость и высокую механическую прочность. Он широко используется, и характеристики полипропилена, модифицированного наполнителем из стекловолокна, значительно улучшаются. Однако, когда содержание стекловолокна достигает примерно 30%, механические свойства материала могут быть значительно улучшены. Чрезмерное добавление стекловолокна может привести к недостаточной пропитке некоторых стеклянных волокон, что приведет к плохой адгезии между полимерной матрицей и стеклянными волокнами, что приведет к снижению механической прочности композитного материала. Более того, с увеличением содержания стекловолокна текучесть композитного материала снижается, что приводит к трудностям при формовании и переработке полипропилена.
Модификация смешения
Смешивание ПП (полипропилена) с полиэтиленом, конструкционными пластмассами, термопластичными эластомерами или каучуком для улучшения характеристик ПП. Модификация смешивания осуществляется в технологическом оборудовании, таком как внутренние смесители, открытые мельницы и экструдеры. Этот процесс легко контролировать, он имеет короткий производственный цикл и низкую стоимость, а также может улучшить различные свойства полипропилена, такие как окрашиваемость, технологичность, антистатические свойства и ударопрочность. Смешивание полимеров может всесторонне использовать выдающиеся свойства каждого компонента, компенсировать недостатки свойств каждого компонента и значительно улучшить всесторонние характеристики смеси. Тем не менее, низкотемпературная стойкость и устойчивость к старению смешанного полипропилена все еще не идеальны. Во время модификации смешивания сила сдвига может привести к разрыву некоторых крупных молекулярных цепей и образованию свободных радикалов, которые могут образовывать привитые или блок-сополимеры и эффективно действовать в качестве агентов совместимости для полипропилена.
Технология модификации полипропилена значительно расширила область применения композиционных материалов и повысила экономическую эффективность продуктов, способствовала разработке процесса полипропилена и расширила диапазон его применения от обычных пластиков до инженерных пластиков. В последние годы исследования и разработки технологии модификации полипропилена быстро развивались, и для модификации полипропилена применялось все больше и больше новых технологий, что значительно улучшило комплексные характеристики полипропилена и постоянно расширяло область его применения с широкими перспективами развития.
Модификация арматуры
Добавление волокнистых материалов к пластмассам может значительно повысить прочность пластиковых материалов, отсюда и название «армирующая модификация». Материалы с большим отношением диаметра к толщине позволяют значительно улучшить модуль изгиба (жесткость) пластиковых материалов, что также можно назвать армирующей модификацией.
Армирующими материалами, в основном используемыми в армирующей модификации ПП (полипропилена), являются стекловолокно и изделия из него, а также углеродное волокно, органическое волокно, борное волокно, усы и т. д. Среди них стекловолокно, используемое в армированном стекловолокном ПП: в основном нещелочные стеклянные волокна и среднещелочные стеклянные волокна, при этом нещелочные стеклянные волокна имеют наибольшее количество. Диаметр стеклянных волокон контролируется в диапазоне 6-15 мкм, а длина стеклянных волокон должна быть гарантированно в пределах 0.25-0.76 мм, что может обеспечить производительность продукта и обеспечить хорошее распределение стеклянных волокон.
Обычно считается, что длина стеклянных волокон в изделии должна быть больше 0.2 мм, чтобы иметь эффект модификации. Содержание стекловолокна (массовая доля) лучше всего от 10% до 30%, а производительность снижается, когда оно превышает 40%. Кроме того, добавление органосилановых связующих может привести к тому, что стеклянные волокна и полипропилен образуют хороший интерфейс, улучшат модуль изгиба, твердость, температуру деформации под нагрузкой и особенно стабильность размеров композитной системы. Полипропилен, армированный стекловолокном, может улучшить механическую прочность и термостойкость, а также его устойчивость к водяному пару, химической коррозии и ползучести. Его можно использовать в качестве инженерного пластика во многих случаях, например, для лопастей вентиляторов, решеток нагревателей, крыльчаток, абажуров, электрических печей, корпусов нагревателей и т. д.
В то время как производство полипропилена быстро растет, его характеристики также постоянно улучшаются, в результате чего широта и глубина его применения постоянно меняются. В последние годы появились некоторые новые разновидности полипропилена с уникальными свойствами, такие как прозрачный полипропилен и полипропилен с высокой прочностью расплава, либо за счет улучшения реакции полимеризации, либо за счет мер, принимаемых во время грануляции после полимеризации.
