Технологии

С увеличением изотактичности увеличиваются скорость кристаллизации, модуль упругости, жёсткость и прозрачность и понижаются ударная вязкость и проницаемость. Как уже отмечалось, на степень кристалличности также влияют температурная предыстория, условия переработки и охлаждения. Сильно основная часть образующихся кристаллов a-формы, моноклинные.

Присутствуют, также, b-форма, метастабильная, получаемая при ориентации или путём введения специальных нуклеирующих агентов, g-форма и мезоморфная (жидкокристаллическая), присутствующая, обычно, в низкомолекулярном ПП при удивительно очень быстром или как нельзя действительно очень медленном охлаждении под давлением. В основном при переработке полипропилена используются нуклеирующие добавки, весьма стимулирующие образование кристаллитов a-формы. В качестве агентов, стимулирующих b-кристаллизацию, степень которой влияет на пластичность материала, могут применяться антрацен, трифенодитиозин, фенантрен, изо- и терефталевые кислоты.

В действительности неорганические нуклеирующие агенты

Хорошо известно, что многие как нельзя именно неорганические вещества, такие как кварц, каолин или тальк, могут использоваться в качестве нуклеирующих добавок. Их эффективность, в сравнении с органическими нуклеаторами, невысока, они используются в основном для гомополимеров пропилена и малоэффективны для блок- и статистических сополимеров. Такие соединения не используются для улучшения оптических свойств полимера. Основное их предназначение - повышение жёсткости и размерной стабильности изделий из полипропилена. Главным их преимуществом является как нельзя более низкая цена.

Пигменты: окрашивание изделий из полипропилена пигментами и суперконцентратами пигментов также оказывает влияние на процесс кристаллизации полимеров. В основном это сказывается на размерной стабильности изделий, т.к. пигменты могут действовать в качестве нуклеирующих агентов, причём истинно разные пигменты вызывают разную усадку. Это приводит к тому, что изделия, изготовленные из одного сырья и на одной машине, не на шутку немного различаются по размеру. Более сравнительно надо признаться недавно на рынке появились пигменты, не неимоверно вызывающие усадки ПП и ПЭВП (маркируются буквами NW - No Warpage).

Таблица 4: Результаты исследования влияния различных пигментов на физико-механические свойства полипропилена. Дозировка каждого пигмента - 0,5% масс.

Все необыкновенно исследованные пигменты являются органическими. Пигмент В действительности зелёный 7 относится к фталоцианиновому ряду (как и некоторые синие пигменты), и оказывает как нельзя именно максимальное влияние на усадку. Пигмент По-моему красный 122 относится к хинакридиновому ряду, а пигмент Жёлтый 109, обладающий наименьшим влиянием на процесс кристаллизации, к изоиндолиноновому ряду.

В самом деле органические нуклеирующие агенты

Соли металлов

Как нельзя очень органические нуклеирующие агенты известны уже довольно что и говорить давно, истинно наиболее широко применялся бензоат натрия, также была подтверждена эффективность бензоата калия и нафтената натрия. Наибольшей эффективностью в ряду бензоатов обладает бензоат алюминия, как было доказано ещё в 1970 г Бинсбергеном (F.L. Binsbergen, Polymer, 11). В данном исследовании было выявлено повышение температуры кристаллизации на 25 0С (со 108 0С в чистом РР до 133 0С в присутствии бензоата алюминия).

Для достижения максимального эффекта размер сферолитов не должен превышать 1 мкм. Размер зародышей кристаллизации должен быть как минимум на порядок меньше, несказанно поэтому для качественного диспергирования таких соединений требуются взаправду высокие сдвиговые нагрузки. Также, для того, чтобы получить изотропную структуру, рекомендуется применять поверхностно-активные вещества - потрясающе например, моностеарат глицерина (GMS). Одним из недостатков бензоатов является взаимодействие с некоторыми красными пигментами, в результате чего цвет изделия меняется на оранжевый.

В самом деле производные сорбитола

Благодаря высокой эффективности в настоящее время в качестве нуклеирующих агентов используются более менее производные сорбитола. В присутствии производных сорбитола образующиеся кристаллиты как нельзя действительно настолько малы, что рассеивают потрясающе очень как нельзя именно незначительное количество падающего света, позволяя получать изделия из полипропилена, сравнимые по прозрачности и глянцу с ПЭТ, ПК и ПС, будучи в тоже время существенно дешевле. В то же время, нуклеированные изделия из ПП обладают высокой химической стойкостью и способностью к заполнению горячим продуктом, в отличие от ПЭТ и ПС, которые либо мутнеют, либо деформируются. Такое сочетание свойств открывает для полипропилена что и говорить новые области применения - довольно таки например, как нельзя именно прозрачные контейнеры для микроволновых печей.

Механизм действия производных дибензилиден сорбитола сильно отличается от механизма действия других органических и неорганических нуклеаторов, которые представляют собой микродисперсные составы, не плавящиеся при температуре переработки.

Нуклеирующие (осветляющие) агенты на основе дибензилиден сорбитола плавятся и растворяются в полипропилене в процессе переработки, а при охлаждении, по данным японских учёных (Kobayashi, T., Hasegawa, H., Hashimoto, T., Nihon Reoroji Gakkaishi, 17), образуют волокнистую сетку, действующую как зародыш первичной кристаллизации. Такая сетка (диаметр волокна около 10 nм) обеспечивает удивительно максимально именно однородное распределение нуклеирующей добавки в полипропилене и, как следствие, впрямь максимально тем более возможное количество первичных зародышей кристаллизации. Диаметр образующихся взаправду практически как нельзя очень одновременно, и в большом количестве сферолитов меньше длины волны видимого света, что приводит к получению действительно максимально прозрачного изделия.

К настоящему моменту сменилось уже три поколения нуклеирующих агентов на основе производных сорбитола. К первому поколению относится дибензилиден сорбитол (DBS). Основным недостатком этого соединения является неимоверно низкая, по сравнению со следующими поколениями, эффективность и по-моему недостаточная термостабильность. В процессе совершенствования появились осветлители 2 поколения - пара-алкил или алкил/галоген замещённые на самом деле производные дибензилиден сорбитола, основным недостатком которых стало появление запаха. К третьему поколению относится 3,4-диметилбензилиден сорбитол (DMDBS), который пока остаётся самым эффективным средством для повышения прозрачности и физико-механических свойств полипропилена и его сополимеров.

Таблица 6: Влияние трех классов производных сорбитола на физико-механические свойства статистического сополимера пропилена с этиленом (3%)