A PET magképző anyagok típusainak rövid leírása és a magképző anyagok hatása a PET kristályos tulajdonságaira
A PET esetében a nukleálószerek három fő típusa létezik, nevezetesen a szervetlen nukleálószerek, a szerves nukleálószerek és a polimer nukleálószerek. Ez a cikk röviden ismerteti ezeknek a nukleálószereknek a PET kristályos tulajdonságaira gyakorolt hatását.
I. Szervetlen nukleáló anyagok.
Szervetlen nukleáló szerek alapvetően szervetlen töltőanyagok általánosan használt polimerek, szervetlen nukleáló szerek a kristályosítási folyamat egyenértékű a második fázisban a kis részecskék a PET olvadék, magas hőmérsékleten ezek a részecskék nem olvadt állapotban, a folyamat a hűtés, PET molekuláris lánc, hogy ezek a részecskék, mint a központ, adszorbeálódott a részecskék és a rendezett elrendezés és a magok kialakulását. Ezek a kis szervetlen molekulák, ha heterogén magképző anyagként használják őket, ezért csökkentik a PET-ben a magok kialakulásához szükséges aktiválási energiát, és kevés hatással vannak a későbbi kristályosodási folyamatra, azaz a PET molekulalánc szegmensek a magok felületére adszorbeálódnak és belépnek a rácsba.
Amikor a talkumot nukleáló anyagként használják a PET-ben, a kezdeti kristályosodás a töltőanyag-részecskék felületén alakul ki, és a kristályoknak a lamelláris szerkezetből a részecskék felületén történő kis laterális diffúzióval történő átvitele kíséri. A karbonátoknak mint nukleálószereknek a PET kristályos tulajdonságaira gyakorolt hatását Na2CO3, és NaHCO3 kristályos nukleálószerként a PET esetében hatékonynak találták. Na2CO3 vagy NaHCO3 mint nukleáló szerekkel a PET jó mechanikai tulajdonságokkal állítható elő viszonylag rövid formázási ciklusban, 90% formahőmérsékleten. Összehasonlították a talkum, a CaCO3 és a szerves nátriumsó nukleálószerek nukleációs hatását, és megállapították, hogy a talkum kedvezőbb a PET kristályosodási sebességére, mint a CaCO3. Ha a talkum tömegtartalma 5%, a PET izotermikus kristályosodási sebességéhez való hozzájárulása közel azonos a 1% szerves nátriumsó hozzájárulásával, és a talkum hozzáadása jelentősen javítja a PET szakítószilárdságát és hajlítószilárdságát, míg a szerves nátriumsó csökkenti ezeket a tulajdonságokat.
Másodszor, szerves nukleáló anyagok.
A szerves nukleálószerek elsősorban a monokarbonsav Na, Li, Ba, Mg, Ca sói, a benzoesav Na, K, Ca sói, az aromás hidroxiszulfonátok, a szerves foszforvegyületek Mg, Zn sói, amelyek közül a jobb hatású a karbonsav nátriumsója és a karbonsav káliumsója. A szerves nukleálószerek nukleációs mechanizmusa elsősorban kémiai szerkezetükkel függ össze. A PET és a nátrium-karboxilát sók magas hőmérsékleten történő extrudáláskor kémiai reakcióba lépnek, és PET-COONa anyagokat hoznak létre, amelyek ionos végcsoportokkal ionos klasztereket képeznek a PET-olvadék között.
A nátrium-benzoát-származék (Nu) nukleálószer és poliészter-poliéter kopolimer kristályosodást elősegítő anyag (Pro) hozzáadásának hatása a PET kristályosodási sebességére. A Nu/Pro-PET 228 °C és 230 °C kristályosítási hőmérsékleten kissé gyorsabban kristályosodott, mint a Nu-PET; magasabb kristályosítási hőmérsékleten azonban a Nu/Pro-PET kissé lassabban kristályosodott, mint a Nu-PET, ami azt jelzi, hogy a kristályosítás Ez a gyorsító nem növelte tovább a PET kristályosítási sebességét magasabb hőmérsékleten. A nátrium-benzoát nukleálószer hozzáadása rövidebb kristályosodási indukciós időt, csökkent kristályosodási aktiválási energiát és a PET teljes kristályosodási sebességének növekedését eredményezte; és a variáció a hozzáadás növelésével nőtt, de csökkentette a kristályosságot, ami nem volt kedvező a kevert anyag tulajdonságainak stabilitása szempontjából. Ezért a nátrium-benzoát PET-ben való alkalmazásakor figyelmet kell fordítani az adagolásra, és más módosítókkal együtt is szükséges használni.
Harmadszor, polimer nukleáló anyagok.
A polimer magképző anyagok közé tartoznak a poliészter zwitterionos alkálifémsói, az összes aromás poliészterpor, a PTFE por, az alacsony molekulatömegű izotaktikus PP, a magas olvadáspontú PET, az ionomer, a folyadékkristályos polimer (LCP) stb., amelyek közül az ionomer egy általánosan használt PET kristályos polimer anyag. A PET üvegesedési átmeneti hőmérséklete keveréssel csökken, ami felgyorsítja a kristályosodási sebességet és javítja az ütésállóságot. Az ionomerek olyan polimerekre utalnak, amelyek polimer gerincén kis számú ionizálható csoport található, a fő komponensek egy nem ionos gerincláncból és kis számú iontartalmú komponensből állnak. Az ionos csoportok moláris tartalma általában legfeljebb 15%. Az ionomerek bináris keverési rendszerében az ionomer kölcsönhatásba léphet ion a ion, ion a dipólus, hidrogénkötés, savak és bázisok, töltésátvitel, átmeneti fém koordinációs komplexek stb. révén, valamint a polimerláncok között kialakuló többszörös ionpárok vagy ionklaszterek fizikai keresztkötése révén. Az ionomerek e különleges összetétele és morfológiai szerkezete számos egyedi tulajdonságot kölcsönöz nekik, például kiváló szívósságot, nagy ütésállóságot, kopásállóságot, átláthatóságot és magas olvadékviszkozitást. A Surlyn egy széles körben használt ionomer, amelyet a DuPont fejlesztett ki Surlyn nukleálószerként, amely az etilén-metakrilsav kopolimer nátriumsója, ahol az etilén/methakrilsav súlyaránya 90/10, a nátrium semlegesítése pedig kb. 45%. A reakciótermékek ionterminált ionos klasztereket (PET-COONa) képezhetnek, amelyek heterogén nukleáló anyagként működnek a hűtéses kristályosítási folyamatban.
Összehasonlítva a kis molekulájú szerves nukleáló szerek, polimer nukleáló szer Surlyn ion végcsoportok a generációs nagy molekulák ugyanakkor van PET-R (R szerves nukleáló szer rugalmas csoport) generált, mert R molekulalánc, mint PET molekulalánc rugalmasabb, a rendszerben, és szerepet játszanak a könnyítő, a bevezetése, hogy elősegítse a molekuláris mozgás a PET, csökkenti a szabad energia a molekulalánc diffúzió a karakter, és csökkenti a PET csempe, javítja a PET. Csökkenti a PET csempét is, és növeli a PET kristályosodási sebességét, ami a kis molekulatömegű nukleáló szerek esetében nem áll fenn.