Definition des Keimbildners

Nukleierungsmittel ist ein neues funktionelles Additiv, das in Polyethylen, Polypropylen und anderen unvollständig kristallisierten Kunststoffen eingesetzt wird, um den Formgebungszyklus zu verkürzen, die Transparenz, Zugfestigkeit, Steifigkeit, Zähigkeit und andere physikalische und mechanische Eigenschaften der Produkte zu verbessern, indem das Kristallisationsverhalten des Harzes verändert, die Kristallisationsgeschwindigkeit beschleunigt, die Kristallisationsdichte erhöht und die Mikrostrukturierung der Korngröße gefördert wird.

 

Wirkmechanismus des Nukleierungsmittels (PP-Produkte)

Wenn das Nukleierungsmittel dem Kunststoff zugesetzt wird, spielen die Nukleierungsmittelteilchen die Rolle von Kristallisationskeimen, d. h. es werden mehr Keime von außen zugesetzt, was eine gute Brutstätte für die Kristallisation von Kunststoffen darstellt und somit die Kristallisation fördert.

Im Allgemeinen müssen die Keimbildnerpartikel ein ausreichendes Aspektverhältnis aufweisen. Nukleierungsmittel neigen jedoch im Allgemeinen dazu, eine starke und anisotrope Kristallisationsorientierung im Material zu bewirken, insbesondere in der Längs- und Querrichtung (MD/TD) von Flachteilen. Diese unterschiedliche Schrumpfung und unausgewogene Orientierung kann bei einigen Verfahren wie dem Festphasendruckumformen (SPPF) noch deutlicher hervortreten, was zu Verzug nach dem Formen führen kann.

Daher sollte ein gutes Nukleierungsmittel in der Lage sein, eine ausgewogene kristalline Orientierung in den Längs- und Querebenen des PP-Teils zu erreichen und so eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität zu gewährleisten und Verzugs- und Schrumpfungsprobleme zu verringern.

Klassifizierung gängiger Nukleierungsmittel

(1) Alphakristalliner Keimbildner:

Verbessern vor allem die Transparenz, den Oberflächenglanz, die Steifigkeit, die Wärmeformbeständigkeit des Produkts und sind auch als transparente Mittel, Permeabilitätsverstärker, Steifigkeitsverstärker bekannt. Vor allem einschließlich bifurcated Sorbitol (DBS) und seine Derivate, aromatische Phosphat-Salze, Substitution von Benzoesäure-Salze, etc., vor allem die Anwendung von DBS Keimbildung transparentes Mittel ist die häufigste.

Alphakristalline Keimbildner können je nach Struktur in anorganische und organische Keimbildner unterteilt werden.

(1) Anorganische Klasse

Zu den anorganischen Keimbildnern gehören vor allem Talk, Calciumoxid, Ruß, Calciumcarbonat, Glimmer, anorganische Pigmente, Kaolin und Katalysatorrückstände. Dies sind die am frühesten entwickelten, kostengünstigen und praktischen Keimbildner. Am meisten erforscht und angewendet werden Talkum, Glimmer usw.

(2) Organisch

(a) Carbonsäuremetallsalze: wie Natriumsuccinat, Natriumglutarat, Natriumhexanoat, Kaliumbenzoat, Lithiumbenzoat, Natriumcinnamat, Natrium-β-naphthoat usw. Unter ihnen, Benzoesäure Alkalimetall oder Aluminiumsalz, tert-Butylbenzoesäure Aluminiumsalz, etc. Die Wirkung ist besser, die Verwendungsdauer ist länger, aber die Transparenz ist schlecht.

(b) Phosphatmetallsalze: Zu den organischen Phosphaten gehören hauptsächlich Phosphatester-Metallsalze und Phosphatester-Alkalimetallsubstanzen sowie deren Komplexe usw.. Diese Art von Keimbildner zeichnet sich durch Transparenz, Steifigkeit, Kristallisationsgeschwindigkeit usw., aber schlechte Dispersion aus.

(c) Sorbitol-Benzyl-Gabel-Derivate: die Transparenz, Oberflächenglanz, Steifigkeit und andere thermomechanische Eigenschaften der Produkte haben eine deutliche Verbesserung Wirkung, und haben eine gute Kompatibilität mit PP, ist eine Klasse von transparenten Nukleierungsmittel ist derzeit unter eingehenden Studie. Seine gute Leistung, niedriger Preis, hat sich die aktive Entwicklung im In-und Ausland, die meisten Sorten, die größte Produktion und den Verkauf einer Klasse von Nukleierungsmitteln. Es gibt vor allem Dibenzyl-Gabel Sorbit (DBS), zwei (zu einer Methylbenzyl-Gabel) Sorbit (P-M-DBS), etc.

(d) Hochschmelzende Polymere als Keimbildner: Derzeit sind dies hauptsächlich Polyvinylcyclohexan, Polyvinylpentan, Ethylen/Acrylat-Copolymere usw.. Es ist schlecht mischbar mit Polyolefinharz und hat eine gute Dispersion.

(2) β-Kristallkeimbildner

Sie wurden entwickelt, um Polypropylenprodukte mit hohem β-Kristallin-Gehalt zu erhalten, und haben den Vorteil, die Schlagzähigkeit der Produkte zu verbessern, ohne die Wärmeformbeständigkeit der Produkte zu senken oder gar zu erhöhen, so dass die beiden gegensätzlichen Aspekte der Schlagzähigkeit und der Wärmeformbeständigkeit ausgeglichen werden können.

Eine Gruppe ist eine kleine Anzahl von dicken Ringverbindungen mit quasi-planarer Struktur.

Die andere Gruppe besteht aus bestimmten Dicarbonsäuren mit Oxiden, Hydroxiden und Salzen von Metallen der Gruppe IIA des Periodensystems. Sie kann PP modifizieren, indem sie das Verhältnis der verschiedenen kristallinen Formen im Polymer verändert.

 

Die Zugabe von Nukleierungsmitteln hat folgende Auswirkungen

1、Verkürzter PP-Gießzyklus

Die Zugabe von Nukleierungsmitteln kann die Rekristallisationstemperatur von Polypropylen erhöhen, die Kristallisationsrate beschleunigen und die Kristallisation in einer kurzen Kühlzeit abschließen. Die Zugabe von 0,2% RQT-CH kann den Spritzgießzyklus von PP um 7s verkürzen und die Arbeitseffizienz um 14% erhöhen, was für großvolumige Spritzgießprodukte sehr sinnvoll ist.

2、Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von PP

Die Dichte der kristallinen Polypropylen-Kristallphase ist höher als die der nicht-kristallinen Phase und hat eine ausgezeichnete Festigkeit. Ohne Nukleierungsmittel, kristalline Polymere erzeugen Kristalle beim Abkühlen im geschmolzenen Zustand, die automatische Kristallisation ist, ist diese Kugel Kristall nicht einheitlich, unvollständig, so dass, wenn die Kraft zwischen dem kristallinen Teil der Kugel Kristall-Schnittstelle und der nicht-kristallinen Teil, die Lücke zwischen den gebrochenen Körner ist die erste zerstört werden; bei Zugabe von Nukleierungsmittel kann das Wachstum des Kugelkristalls gesteuert werden, so dass der Kern zunimmt, die Kristallisation ist perfekter, die Kraft ist gleichmäßiger, so dass Sie die Streckgrenze des Polymers verbessern können Daher kann es die Streckgrenze, Schlagzähigkeit und Oberflächenfestigkeit des Polymers verbessern und die mechanischen Eigenschaften von Polypropylen verbessern.

3、Erhöhen Sie die Transparenz und den Oberflächenglanz von PP. Da PP im Schmelz- und Abkühlungsprozess die Anzahl der spontanen Kristallisationskeime sehr klein ist, ist die Kristallisationsrate langsam, leicht große kugelförmige Kristalle zu bilden, der Durchmesser dieser kugelförmigen Kristalle ist viel größer als die sichtbare Wellenlänge, und der Brechungsindex Unterschied zwischen dem Kristall und amorphen Bereichen ist groß, was in der Streuung des Oberflächenlichts, was zu einer Abnahme der Transparenz, so dass die meisten der Polypropylen-Produkte unter normalen Verarbeitungsbedingungen gemacht sind durchscheinend. Ein Produkt mit guter Transparenz muss die Anforderungen einer hohen Kristallinität, einer sauberen kristallinen Orientierung und einer Kristallgröße, die kleiner als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts ist, erfüllen. Um die erforderliche mikrofeine sphärische Kristallisation von Polypropylen zu erreichen, ist der Zusatz von Keimbildnern eine äußerst wettbewerbsfähige Methode [8].

4. Auswirkungen auf die thermischen Eigenschaften

Der Zusatz von Keimbildnern erhöht die Kristallisationstemperatur, beschleunigt die Kristallisation, verbessert den Kristallisationsgrad, erhöht die Dichte und erhöht die Wärmeformbeständigkeit des Harzes in gewissem Maße.