Hohe Zugfestigkeit, Schlagzähigkeit und Formbeständigkeit sind nur einige der außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften von Polyphenylenoxid (PPO), einem technischen Hochleistungspolymer. Dennoch können die mechanischen Eigenschaften von PPO durch Pfropfung von Maleinsäureanhydrid weiter verbessert werden, was neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnet. In dieser Studie werden die mechanischen Eigenschaften von mit Maleinsäureanhydrid gepfropftem PPO im Vergleich zu reinem PPO eingehend analysiert und die Vorteile dieser Veränderung hervorgehoben.

Zugfestigkeit und Elastizitätsmodul

Wenn Maleinsäureanhydrid auf PPO aufgepfropft wird, werden diese Eigenschaften in der Regel verstärkt. Die Steifigkeit der Polymerkette wird erhöht und die intermolekularen Wechselwirkungen werden durch das Vorhandensein von Maleinsäureanhydridanteilen verbessert. Im Vergleich zu reinem PPO weist diese verstärkte Kettenstruktur aufgrund ihrer erhöhten Steifigkeit und Belastbarkeit einen höheren Modul und eine höhere Zugfestigkeit auf.

Schlagzähigkeit

Im Vergleich zu reinem PPO weist mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes PPO häufig eine bessere Schlagfestigkeit auf. Durch das Pfropfen von Maleinsäureanhydrid werden PPO und andere Polymere kompatibler, was die Spannungsverteilung und den Energieabbau bei Stößen verbessert. Diese erhöhte Schlagzähigkeit ist besonders hilfreich in Situationen, in denen die Fähigkeit, mechanischen Stößen und Vibrationen zu widerstehen, von entscheidender Bedeutung ist.

Biegefestigkeit und Elastizitätsmodul

Durch das Pfropfen von Maleinsäureanhydrid können die Biegefestigkeit und der Modul von PPO verbessert werden. Maleinsäureanhydrid-Anteile werden den PPO-Ketten hinzugefügt, um die Grenzflächenhaftung zu erhöhen, was die Lastübertragung und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Biegebeanspruchungen verbessert. Mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes PPO weist daher einen höheren Modul und eine höhere Biegefestigkeit auf, was es für Anwendungen geeignet macht, die eine außergewöhnliche Steifigkeit und strukturelle Integrität erfordern.

Kriechwiderstand

Die Verformungsbeständigkeit von PPO bei längerer mechanischer Belastung kann durch Aufpfropfen von Maleinsäureanhydrid auf das Material verbessert werden. Durch die Verbesserung der Molekularstruktur von PPO durch Pfropfung wird die Wahrscheinlichkeit von Kettenschlupf und Kriechverformung verringert. Diese Verbesserung ist besonders vorteilhaft in Situationen, in denen langfristige Leistung und Dimensionsstabilität wichtig sind.

Ermüdungswiderstand

Im Vergleich zu reinem PPO weist mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes PPO häufig eine bessere Ermüdungsbeständigkeit auf. Eine längere Ermüdungslebensdauer wird durch die Widerstandsfähigkeit des Polymers gegenüber der Entstehung und Ausbreitung von Rissen erreicht, wenn Maleinsäureanhydrid-Anteile vorhanden sind. Diese Eigenschaft ist bei Anwendungen mit wiederholter Belastung oder zyklischer Beanspruchung hilfreich, z. B. bei Strukturteilen und Automobilkomponenten.

Bruchzähigkeit

Maleinsäureanhydrid kann auf PPO aufgepfropft werden, um die Widerstandsfähigkeit gegen die Rissausbreitung und die Fähigkeit, schnellen Belastungen oder Stößen standzuhalten, zu erhöhen. Durch die Stärkung der Energiedissipationsmechanismen innerhalb der Polymermatrix verbessert die Maleinsäureanhydrid-Pfropfung die Widerstandsfähigkeit des Materials gegenüber der Rissausbreitung und erhöht seine Fähigkeit, Stoßenergie zu absorbieren. Diese Erhöhung der Bruchzähigkeit verbessert die allgemeine Haltbarkeit und Zuverlässigkeit von mit Maleinsäureanhydrid gepfropftem PPO.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes PPO im Vergleich zu reinem PPO bessere mechanische Eigenschaften aufweist. Zugfestigkeit, Modul, Schlagzähigkeit, Biegefestigkeit, Kriechfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit und Bruchzähigkeit werden durch das Pfropfverfahren verbessert. Aufgrund dieser Verbesserungen ist mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes PPO heute ein begehrtes Material für eine Reihe anspruchsvoller Anwendungen, z. B. in der Industrie, der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und der Elektronik. Durch die Vertiefung dieses Themas können wir das mit Maleinsäureanhydrid gepfropfte PPO besser verstehen und anwenden, so dass es sein maximales Potenzial in technischen Hochleistungsanwendungen erreichen kann.

Eine Art von anhydrid-modifiziertem Polyphenylenoxid (PPO) ist Coace®CS-1. PPO ist ein technischer Hochleistungskunststoff mit hervorragenden mechanischen und thermischen Eigenschaften, wie z. B. geringer Feuchtigkeitsaufnahme, hervorragender Dimensionsstabilität und hoher Wärmebeständigkeit. Durch die Anhydridmodifikation werden reaktive Carbonsäuregruppen an die Polymerkette von PPO angefügt. Diese Gruppen können mit anderen Stoffen, wie z. B. Polyamiden, reagieren und starke intermolekulare Bindungen erzeugen. Diese Veränderung stärkt die Haftung zwischen den Schichten in einem Verbundmaterial und verbessert die Kompatibilität von PPO mit anderen Materialien, insbesondere mit polaren Materialien wie Polyamiden.

Wenn außergewöhnliche mechanische und thermische Eigenschaften für Verbundwerkstoffe in der Automobil-, Elektro- und Elektronikindustrie erforderlich sind, wird Coace®CS-1 häufig als Matrixmaterial eingesetzt. In einer Vielzahl von Branchen wird es auch in zahlreichen anderen Anwendungen wie Gehäusen, Verbindungen und Strukturbauteilen eingesetzt.