Die Thermoplaste Polyethylenterephthalat (PET) und Polypropylen (PP) werden häufig verwendet und haben unterschiedliche Eigenschaften. PET bietet eine höhere mechanische Festigkeit, Dimensionsstabilität und Barriereeigenschaften, während PP chemisch widerstandsfähiger ist, eine geringere Dichte aufweist und leichter zu produzieren ist. Die Vorteile beider Polymere können in einem Material kombiniert werden, indem PP und PET gemischt werden. Es kann jedoch schwierig sein, die Eigenschaften der Mischung zu optimieren und eine optimale Kompatibilität zwischen den beiden Polymeren zu erreichen. Es hat sich gezeigt, dass das Aufpfropfen von Maleinsäureanhydrid (MAH) auf das Polypropylen-Grundgerüst ein erfolgreicher Weg ist, um die Eigenschaften von PP/PET-Mischungen zu verbessern.

Maleinsäureanhydrid-Pfropfung auf Polypropylen

1.1 Maleinsäureanhydrid-Pfropfung Überblick

Die Reaktion zwischen dem Maleinsäureanhydrid-Monomer und den Polypropylenketten ist das, was passiert, wenn Maleinsäureanhydrid auf Polypropylen gepfropft wird. Für diese Reaktion können viele Techniken eingesetzt werden, darunter Schmelzpfropfung, Lösungspfropfung und reaktive Extrusion. Die funktionellen Gruppen des Maleinsäureanhydrids werden den Polymerketten durch die chemische Wechselwirkung des Maleinsäureanhydridmonomers mit dem Polypropylengrundgerüst hinzugefügt.

1.2 Die Auswirkung der Pfropfung von Maleinsäureanhydrid auf die Eigenschaften von PP

Die Eigenschaften von Polypropylen werden durch das Aufpfropfen von Maleinsäureanhydrid in mehrfacher Hinsicht beeinflusst.
a) Bessere Kompatibilität: PP und polare Polymere wie PET sind besser verträglich, wenn den PP-Ketten funktionelle Maleinsäureanhydrid-Gruppen hinzugefügt werden. Die Gesamteigenschaften des Gemischs werden verbessert und die Phasentrennung wird durch diese verbesserte Kompatibilität verringert.
b) Verbesserte Adhäsion: Die Grenzflächenhaftung zwischen PP und PET wird durch die Anwesenheit von Maleinsäureanhydridgruppen verstärkt und stabilisiert.
c) Veränderte rheologische Eigenschaften: Durch die Veränderung des rheologischen Verhaltens von Polypropylen (PP) verbessert die Maleinsäureanhydrid-Pfropfung die Fließeigenschaften der Schmelze und die Verarbeitbarkeit. Diese Anpassung kann die Verarbeitbarkeit der Mischung sowohl während als auch nach dem Schmelzemischen verbessern.

Methoden zur Verbesserung der Kompatibilität von PP/PET-Mischungen

2.1 Vermischung in der Reaktivität

Beim reaktiven Mischen werden PP, PET und MAH-gepfropftes PP direkt miteinander verschmolzen, um das Pfropfmittel gleichmäßig in der Mischung zu verteilen. Durch diese Methode wird die Kompatibilität des Gemischs erhöht und die Grenzflächenhaftung zwischen den Polymerphasen verbessert.

2.2 Schlichter

Zur Verbesserung der Kompatibilität von Mischungen nicht mischbarer Polymere werden so genannte Kompatibilisatoren eingesetzt. Kompatibilisatoren auf Basis von mit Maleinsäureanhydrid gepfropften Polyolefinen können PP/PET-Gemischen zugesetzt werden, um die Phasentrennung zu verringern und die Grenzflächenhaftung zu erhöhen. Indem sie als Bindeglied zwischen der PP- und der PET-Phase dienen, verbessern diese Kompatibilisatoren die Homogenität und die mechanischen Eigenschaften der Mischung.

2.3 Strangpressen, das reagiert

Bei der reaktiven Extrusion werden PP und MAH gleichzeitig in der Schmelze gemischt und während des Extrusionsprozesses gepfropft. Kontrollierte Reaktionsbedingungen, eine effektive Verarbeitung und eine gute Dispersion des Pfropfmittels sind nur einige der Vorteile dieses Ansatzes. Mischungen aus PP und PET können durch die reaktive Extrusion eine bessere Kompatibilität, bessere mechanische Eigenschaften und ein besseres Fließverhalten aufweisen.

Verbesserung der Eigenschaften von PP/PET-Mischungen

3.1 Merkmale Mechanisch

In PP/PET-Mischungen kann das Aufpfropfen von Maleinsäureanhydrid auf Polypropylen zu bemerkenswerten Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften wie Schlagzähigkeit, Bruchdehnung und Zugfestigkeit führen. Die verbesserte mechanische Leistung des Blends kann auf die bessere Kompatibilität und Grenzflächenhaftung der Polymerphasen zurückgeführt werden.

3.2 Eigenschaften von Wärme

Das Aufpfropfen von Maleinsäureanhydrid auf Polypropylen kann die thermischen Eigenschaften von PP/PET-Mischungen potenziell beeinflussen. Von Maleinsäureanhydrid abgeleitete funktionelle Gruppen sind in der Lage, die Glasübergangstemperatur (Tg), die thermische Stabilität und das Kristallisationsverhalten des Gemischs zu verbessern, wodurch sich ein breiteres Spektrum an Verarbeitungstemperaturen und Einsatzmöglichkeiten ergibt.

3.3 Eigenschaften von Barrieren

Hervorragende Gas- und Feuchtigkeitsbarrieren gehören zu den bekanntesten Eigenschaften von PET. Maleinsäureanhydrid kann auf Polypropylen in PP/PET-Gemischen aufgepfropft werden, um die Barriereeigenschaften des Gemischs zu verbessern, was es für Anwendungen wie Behälter und Verpackungsmaterialien qualifiziert, bei denen die Barriereleistung entscheidend ist.

PP/PET-Mischungen können durch Aufpfropfen von Maleinsäureanhydrid auf Polypropylen wirksam verbessert werden. Funktionelle Maleinsäureanhydridgruppen werden PP und PET zugesetzt, um ihre Kompatibilität und Grenzflächenhaftung zu verbessern, was ihre mechanischen, thermischen und Barriereeigenschaften erhöht. Die Leistung und Kompatibilität von PP/PET-Mischungen kann durch den Einsatz von Kompatibilisierungsmitteln, reaktiver Extrusion und reaktivem Blending weiter verbessert werden. Die Pfropfung mit Maleinsäureanhydrid verbessert die Verarbeitbarkeit, Haftung und mechanische Festigkeit des Blends. Sie verändert auch die Tg, die thermische Stabilität und das Kristallisationsverhalten des Blends, wodurch sich die Einsatzmöglichkeiten erhöhen. Durch die Zugabe von Maleinsäureanhydrid-gepfropftem Polypropylen zu PP/PET-Mischungen können Hersteller ein Material herstellen, das die Vorteile beider Polymere vereint und bessere Eigenschaften und mehr Anwendungsmöglichkeiten bietet.