Гибкость полипропилена
Гибкость является важным свойством полимеров и обычно описывается модулем изгиба или эластичным модулем изгиба. Модуль изгиба отражает способность материала сопротивляться эластической деформации, когда он изгибается под воздействием силы.
Чем ниже значение, тем легче материал сгибается под одинаковой внешней силой, что означает, что материал обладает лучшей гибкостью. Среди многих свойств твердых материалов гибкость связана не только с процессом обработки и формовки материала, но и непосредственно влияет на его характеристики в различных сценариях применения.
В качестве широко используемой термопластичной смолы полипропилен (PP) привлекает большое внимание благодаря своей гибкости, которая определяется различными факторами, такими как его молекулярная структура, кристаллическая структура и технологии обработки.
Влияние молекулярной структуры на PP гибкость
С уровня молекулярной структуры главная цепь PP состоит из повторяющихся пропиленовых единиц с метильными боковыми группами на молекулярной цепи.
По сравнению с полиэтиленом (PE) метильные группы на молекулярной цепи PP увеличивают расстояние между молекулярными цепями, и внутреннее вращение молекулярной цепи в определенной степени затрудняется. При идеальных условиях регулярность молекулярной цепи PP высокая, а кристалличность относительно высокая, что ограничивает движение молекулярной цепи в определенной степени и снижает гибкость материала.
Например, изотаксический полипропилен (iPP) имеет высоко регулярную молекулярную структуру с кристалличностью 60% - 70%. Его модуль изгиба относительно высок, а гибкость средняя. Он часто используется в продуктах литья под давлением с высокими требованиями к жесткости, таких как пластиковые тазики и пластиковые стулья.
Однако атактический полипропилен (аPP) не имеет регулярности в расположении метильных групп в молекулярной цепи, что затрудняет образование кристаллов. Молекулярная цепь имеет большее пространство активности, поэтому она обладает хорошей гибкостью и часто используется в качестве модификатора или добавки для улучшения гибкости других PP материалов.
Связь между кристаллической структурой и гибкостью PP
Кристаллическая структура также оказывает важное влияние на гибкость PP. PP имеет различные кристаллические формы, включая α, β, γ и т.д. Кристаллическая структура и расположение молекулярной цепи различных кристаллических форм различны. Среди них α-кристаллическая форма является наиболее распространенной кристаллической формой PP.
Его кристаллическая структура компактна, и молекулярная цепь расположена регулярно, что делает материал жестким, но относительно менее гибким. β-кристаллический PP имеет уникальную кристаллическую структуру. При воздействии внешних сил β-кристаллы могут подвергаться пластической деформации и поглощать энергию, тем самым придавая материалу лучшую прочность и гибкость.
С помощью специфических технологий обработки, таких как добавление нуклеирующих агентов или контроль скорости охлаждения, PP можно заставить образовывать больше β-кристаллов, тем самым улучшая гибкость материала.
Изменения в гибкости PP из-за технологий обработки
Технологии обработки также являются ключевым фактором в изменении гибкости PP. В процессе экструзии параметры, такие как температура и скорость винта, будут влиять на молекулярную ориентацию и кристалличность PP. Более высокая температура экструзии будет усиливать тепловое движение молекулярных цепей PP, снижать ориентацию молекулярных цепей, уменьшать внутреннее напряжение и помогать улучшать гибкость материала; в то время как более низкие скорости винта могут дольше удерживать материал в цилиндре и более полно кристаллизоваться, что может привести к снижению гибкости материала.
Во время литья под давлением температура формы и скорость охлаждения одинаково важны. Более низкая температура формы и более высокая скорость охлаждения приведут к быстрому кристаллизованию ПП, образованию мелких кристаллов, ограничению движения молекулярных цепей и снижению гибкости; наоборот, соответствующее повышение температуры формы и медленное охлаждение могут способствовать более полному росту кристаллов, предоставляя молекулярным цепям больше времени для корректировки их ориентации, что помогает улучшить гибкость продуктов из ПП.
Кроме того, гибкость ПП также может быть эффективно скорректирована с помощью процессов модификации, таких как смешивание, наполнение и армирование. Например, когда ПП смешивается с этилен-пропиленовым каучуком (EPR), эластичные свойства EPR могут значительно снизить модуль изгиба ПП и улучшить его гибкость; добавление соответствующего количества пластификаторов, таких как фталаты, может ослабить силы между молекулярными цепями ПП, облегчая их скольжение, тем самым усиливая гибкость материала.
В практических приложениях гибкость ПП сделала его широко используемым во многих областях. В упаковочной промышленности пленки из ПП с хорошей гибкостью могут использоваться для изготовления упаковочных мешков для продуктов, которые могут обеспечить определенную прочность, одновременно облегчая складывание и запечатывание упаковки; в промышленности бытовой электроники материалы из ПП с соответствующей гибкостью могут использоваться для изготовления внутренних барабанов стиральных машин, ящиков холодильников и других частей, которые могут не только соответствовать требованиям механической производительности во время использования, но и адаптироваться к различным условиям сборки и эксплуатации.
С постоянным повышением требований к характеристикам материалов в будущем, благодаря углубленному исследованию взаимосвязи между структурой и производительностью ПП, в сочетании с современными технологиями обработки и методами модификации, гибкость ПП будет дополнительно оптимизирована, а его области применения будут расширены.
Наша платформа соединяет сотни проверенных китайских химических поставщиков с покупателями по всему миру, способствуя прозрачным сделкам, лучшим бизнес-возможностям и высокоценным партнерствам. Независимо от того, ищете ли вы оптовые товары, специализированные химикаты или услуги по индивидуальным закупкам, TDD-Global надежен как ваш первый выбор.
