Definisi agen nukleasi

Agen nukleasi adalah aditif fungsional baru yang diaplikasikan pada polietilena, polipropilena, dan plastik yang tidak mengkristal sempurna lainnya untuk memperpendek siklus pencetakan, meningkatkan transparansi, kekuatan tarik, kekakuan, ketangguhan, serta sifat fisik dan mekanik produk lainnya dengan mengubah perilaku kristalisasi resin, mempercepat laju kristalisasi, meningkatkan kerapatan kristalisasi, dan mendorong pembuatan mikrofabrikasi ukuran butir.

 

Mekanisme kerja agen nukleasi (produk PP)

Ketika zat nukleasi ditambahkan ke plastik, partikel zat nukleasi berperan sebagai inti kristal, yaitu, lebih banyak inti yang ditambahkan secara eksternal, yang menyediakan sarang yang baik untuk kristalisasi plastik, sehingga mendorong kristalisasi.

Secara umum, partikel zat nukleasi harus memiliki rasio aspek yang memadai. Namun, agen nukleasi pada umumnya cenderung menginduksi orientasi kristalisasi yang kuat dan anisotropik di dalam material, terutama pada arah memanjang versus melintang (MD/TD) pada bagian yang datar. Penyusutan yang berbeda dan orientasi yang tidak seimbang ini dapat terungkap lebih lanjut dalam beberapa proses seperti pembentukan tekanan fase padat (SPPF), yang dapat menyebabkan kelengkungan setelah pencetakan.

Oleh karena itu, agen nukleasi yang baik harus mampu mencapai orientasi kristal yang seimbang pada bidang longitudinal dan transversal bagian PP, sehingga memberikan stabilitas dimensi yang sangat baik dan mengurangi masalah lengkungan dan penyusutan.

Klasifikasi agen nukleasi yang umum

(1) Agen nukleasi kristal alfa:

Terutama meningkatkan transparansi, kilap permukaan, kekakuan, suhu defleksi panas produk, dan juga dikenal sebagai agen transparan, penambah permeabilitas, penambah kekakuan. Terutama termasuk sorbitol bercabang dua (DBS) dan turunannya, garam fosfat aromatik, substitusi garam asam benzoat, dll., Terutama aplikasi agen transparan nukleasi DBS adalah yang paling umum.

Agen nukleasi kristal alfa dapat dibagi menjadi anorganik dan organik menurut strukturnya.

(1) Kelas anorganik

Bahan nukleasi anorganik terutama mencakup talk, kalsium oksida, karbon hitam, kalsium karbonat, mika, pigmen anorganik, kaolin, dan residu katalis. Ini adalah bahan nukleasi yang murah dan praktis yang paling awal dikembangkan, yang paling banyak diteliti dan diaplikasikan adalah talk, mika, dll.

(2) Organik

(a) garam logam asam karboksilat: seperti natrium suksinat, natrium glutarat, natrium heksanoat kalium benzoat, litium benzoat, natrium sinamat, natrium β-naftoat, dll.. Diantaranya, logam alkali asam benzoat atau garam aluminium, garam aluminium asam benzoat tert-butil, dll. Efeknya lebih baik, sejarah penggunaannya lebih lama, tetapi transparansi buruk.

(b) garam logam fosfat: fosfat organik terutama mencakup garam logam ester fosfat dan zat logam alkali ester fosfat dan kompleksnya, dll.. Jenis zat nukleasi ini dicirikan oleh transparansi, kekakuan, kecepatan kristalisasi, dll., tetapi dispersinya buruk.

(c) turunan garpu benzil sorbitol: transparansi, kilap permukaan, kekakuan dan sifat termomekanis lainnya dari produk memiliki efek peningkatan yang signifikan, dan memiliki kompatibilitas yang baik dengan PP, adalah kelas agen nukleasi transparan yang saat ini sedang dalam studi mendalam. Kinerjanya yang baik, harga murah, telah menjadi pengembangan paling aktif di dalam dan luar negeri, varietas terbanyak, produksi dan penjualan terbesar dari kelas agen nukleasi. Ada terutama dibenzil garpu sorbitol (DBS), dua (ke garpu metil benzil) sorbitol (P-M-DBS), dll.

(d) zat nukleasi jenis polimer dengan titik leleh tinggi: saat ini, sebagian besar terdapat polivinil sikloheksana, polivinil pentana, kopolimer etilena / akrilat, dll.. Ini tidak dapat larut dengan resin poliolefin dan memiliki dispersi yang baik.

(2) zat nukleasi β-kristal

Mereka dirancang untuk mendapatkan produk polipropilena dengan kandungan β-kristal yang tinggi, dan memiliki keunggulan dalam meningkatkan ketahanan benturan produk tanpa menurunkan atau bahkan menaikkan suhu defleksi panas produk, sehingga dua aspek yang saling bertentangan yaitu ketahanan benturan dan defleksi panas dapat diseimbangkan.

Satu kelompok adalah sejumlah kecil senyawa cincin tebal dengan struktur kuasi-planar.

Kelompok lainnya terdiri dari asam dikarboksilat tertentu dengan oksida, hidroksida, dan garam logam kelompok IIA dari tabel periodik. Ini dapat memodifikasi PP dengan mengubah rasio bentuk kristal yang berbeda dalam polimer.

 

Menambahkan zat nukleasi memiliki efek sebagai berikut

1 、 Mempersingkat siklus pencetakan PP

Menambahkan zat nukleasi dapat meningkatkan suhu rekristalisasi polipropilena, mempercepat laju kristalisasi dan menyelesaikan kristalisasi dalam waktu pendinginan yang singkat. Menambahkan 0,2% RQT-CH dapat memperpendek siklus pencetakan PP sebesar 7 detik dan meningkatkan efisiensi kerja sebesar 14%, yang sangat berarti untuk produk cetakan injeksi skala besar.

2 、 Meningkatkan sifat mekanik PP

Kepadatan fase kristal polipropilena kristal lebih tinggi daripada fase non-kristal dan memiliki kekuatan yang sangat baik. Tanpa zat nukleasi, polimer kristal menghasilkan kristal saat pendinginan dalam keadaan cair, yang merupakan kristalisasi otomatis, kristal bola ini tidak seragam, tidak lengkap, sehingga ketika gaya antara bagian kristal antarmuka kristal bola dan bagian non-kristal, celah antara butiran yang pecah adalah yang pertama kali dihancurkan; saat menambahkan zat nukleasi, pertumbuhan kristal bola dapat dikontrol, sehingga nukleus meningkat, kristalisasi lebih sempurna, gaya lebih seragam, sehingga Anda dapat meningkatkan kekuatan luluh polimer Oleh karena itu, dapat meningkatkan kekuatan luluh, kekuatan benturan dan kekuatan permukaan polimer, serta meningkatkan sifat mekanik polipropilena.

3 、 Meningkatkan transparansi dan kilap permukaan PP. Sebagai PP dalam proses peleburan dan pendinginan, jumlah inti kristalisasi spontan sangat kecil, laju kristalisasi lambat, mudah membentuk kristal bulat besar, diameter kristal bulat ini jauh lebih besar dari panjang gelombang yang terlihat, dan perbedaan indeks bias antara daerah kristal dan amorf besar, mengakibatkan hamburan cahaya permukaan, sehingga terjadi penurunan transparansi, sehingga sebagian besar produk polipropilena yang dibuat dalam kondisi pemrosesan normal menjadi transparan. Produk dengan transparansi yang baik harus memenuhi persyaratan kristalinitas tinggi, orientasi kristal yang rapi, dan ukuran kristal yang lebih kecil dari panjang gelombang cahaya tampak. Untuk mencapai kristalisasi bola mikrofine polipropilena yang diperlukan, penambahan agen nukleasi adalah metode yang sangat kompetitif [8].

4. Efek pada sifat termal

Penambahan zat nukleasi meningkatkan suhu kristalisasi mempercepat kristalisasi, meningkatkan derajat kristalisasi, meningkatkan densitas, dan meningkatkan suhu defleksi panas, yang dapat meningkatkan ketahanan panas resin sampai batas tertentu.