Ein beliebtes thermoplastisches Polymer mit guter chemischer Beständigkeit, geringer Dichte und hoher Festigkeit ist Polypropylen (PP). Es ist bei niedrigen Temperaturen zerbrechlich und hat eine schlechte Schlagzähigkeit, neben anderen Nachteilen. Um diese Nachteile zu überwinden, werden Verfahren zur Modifizierung der Schlagzähigkeit und Zähigkeit von Polypropylen durch Blending eingesetzt. In diesem Artikel werden die Idee der Mischzähigkeitsmodifikation von Polypropylen, die verschiedenen Ansätze, die zur Modifikation verwendet werden können, und die daraus resultierenden verbesserten mechanischen Eigenschaften erläutert.

Polypropylen Aufhärtung Modifikation

Bei diesem Verfahren werden dem Polypropylen Zähigkeitsvermittler oder Modifikatoren zugesetzt, um seine mechanischen Eigenschaften, insbesondere seine Schlagfestigkeit, zu verbessern. Mit Hilfe von Mischverfahren werden die Modifikatoren in Form von Fasern, Partikeln oder reaktiven Additiven aufgebracht. Als Energieabsorber verstärken diese Modifikatoren die Polymermatrix und verhindern die Ausbreitung von Rissen.

Techniken für die kombinierte Aufhärtungsanpassung

2.1. Vermischung von Elastomeren

Die Mischung von Polypropylen mit Elastomeren wie Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM) oder Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR) ist ein beliebtes Verfahren zur Modifizierung der Zähigkeit. Als Zähigkeitsvermittler absorbiert die in der Polypropylenmatrix verteilte Elastomerphase die Aufprallenergie und verhindert die Ausbreitung von Rissen. Die Duktilität und Schlagzähigkeit von Polypropylen wird durch dieses Mischverfahren verbessert.

2.2. Mischen von Thermoplastischen Elastomeren

Eine weitere Anwendung für thermoplastische Elastomere (TPEs) sind Mischungsmodifikatoren für Polypropylen. TPEs bieten überlegene Flexibilität, Haltbarkeit und Verarbeitbarkeit, indem sie die Eigenschaften von Thermoplasten und Elastomeren miteinander verbinden. Polypropylen kann mit TPEs, z. B. TPEs auf Polyolefinbasis oder Styrol-Blockcopolymeren, gemischt werden, um die Bruchdehnung und Schlagfestigkeit des modifizierten Polypropylens zu erhöhen.

2.3. Mischen von Gummipartikeln

Die Schlagzähigkeit von Polypropylen kann durch die Zugabe von Gummipartikeln wie Butadien-Kautschuk (BR) oder Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR) deutlich erhöht werden. Indem sie Energie absorbieren und die Aufprallenergie verteilen, verhindern diese Gummipartikel, dass sich Risse ausbreiten. Die Verbesserung der Zähigkeit hängt hauptsächlich von der Größe, der Verteilung und der Kompatibilität der Gummipartikel ab.

2.4. Modifikation der Kern-Schale-Struktur

Um die Kern-Schale-Struktur zu verändern, werden dem Polypropylen Kern-Schale-Schlagzähigkeitsmodifikatoren zugesetzt. Diese Modifikatoren bestehen aus einer harten Schale um einen weichen Kern. Während die Schale die Haftung zwischen dem Modifikator und der Polypropylenmatrix verbessert, absorbiert der Kern die Schlagenergie. Sowohl die Schlagfestigkeit als auch die Kompatibilität zwischen Modifikator und Polypropylen werden durch diese Modifizierungsmethode verbessert.

Überblendung der Effekte der Toughening-Modifikation

Das Mischen von Modifikationen zur Erhöhung der Zähigkeit verleiht Polypropylen zahlreiche Vorteile:

3.1. Verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Stöße

Toughening-Chemikalien erhöhen die Stoßfestigkeit von Polypropylen und verringern seine Neigung zu sprödem Zerfall. Indem sie die Aufprallenergie absorbieren und zerstreuen, verhindern die Modifikatoren die Ausbreitung von Rissen und verbessern die Widerstandsfähigkeit des Materials gegenüber harten Stößen.

3.2. Erhöhte Zähigkeit und Duktilität

Die Duktilität und Zähigkeit von Polypropylen wird durch die Beimischung von Zähigkeitsmodifikationen erhöht, wodurch es mehr Energie absorbieren und Verformungen widerstehen kann, bevor es versagt. Anwendungen, die eine hohe Schlagzähigkeit und Elastizität erfordern, sind dadurch besser geeignet.

3.3. Mechanische Eigenschaften beibehalten

Die Verfahren zur Modifizierung von Mischungen sind so konzipiert, dass die allgemeinen mechanischen Eigenschaften von Polypropylen, wie Modul und Zugfestigkeit, auch bei Zugabe von zähmachenden Additiven erhalten bleiben. Um ein Gleichgewicht zwischen der Beibehaltung anderer mechanischer Eigenschaften und der Erhöhung der Zähigkeit zu erreichen, werden die Modifikatoren sorgfältig ausgewählt und abgestimmt.

Anwendungen für modifiziertes Polypropylen

Modifiziertes Polypropylen wird aufgrund seiner erhöhten Zähigkeit und Schlagfestigkeit in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt. Es wird häufig für Baumaterialien, Rohrleitungen, Verpackungsmaterial, Haushaltsgeräte, Automobilteile und andere Gegenstände verwendet, bei denen Zuverlässigkeit, Haltbarkeit und Schlagfestigkeit entscheidend sind.

Die Zähigkeit und Schlagzähigkeit von Polypropylen kann durch die Beimischung von Modifizierungsverfahren für die Zähigkeit wirksam erhöht werden. Durch die Einarbeitung von Zähigkeitsmitteln in Polypropylen können die mechanischen Eigenschaften des Materials erheblich verbessert werden, während andere gewünschte Eigenschaften erhalten bleiben. Beispiele für diese Mischtechniken sind das Mischen von Elastomeren und thermoplastischen Elastomeren, das Mischen von Gummipartikeln und die Modifizierung der Kern-Schale-Struktur. Zähigkeit und Schlagzähigkeit sind in einer Vielzahl von Branchen von entscheidender Bedeutung, z. B. im Baugewerbe, in der Automobilindustrie und in der Verpackungsindustrie, wo das modifizierte Polypropylen in großem Umfang eingesetzt wird. Das Potenzial von Polypropylen für den Einsatz in anspruchsvollen Anwendungen, die sowohl Festigkeit als auch Elastizität erfordern, wird durch die Zähigkeitseinstellung des Blendings erhöht.