Des charges peuvent être ajoutées au nylon, un thermoplastique largement utilisé et adaptable, pour améliorer ses propriétés mécaniques, électriques et thermiques. Cependant, il peut être difficile de répartir uniformément des charges personnalisées fortement chargées dans la matrice du nylon. Une dispersion inégale peut entraîner une diminution des performances du matériau et des problèmes de mise en œuvre. Outre des conseils sur la manière de choisir les additifs pour améliorer la qualité de la dispersion, cet article tente de donner aux lecteurs une compréhension approfondie des variables affectant la dispersion des charges dans le nylon.
La dispersion des charges à l'intérieur d'une matrice polymère joue un rôle crucial dans la détermination des caractéristiques mécaniques, de la stabilité dimensionnelle et de l'état de surface du matériau. Il est essentiel d'obtenir une dispersion homogène pour le nylon modifié densément chargé afin de préserver les performances prévues du matériau.
Variables affectant la dispersion de la charge
Un certain nombre de variables influent sur la dispersion des charges modifiées fortement chargées dans les matrices de nylon. Il s'agit notamment de l'interaction polymère-charge, des conditions de traitement de la matière fondue, de la charge de la charge, du traitement de surface et de la taille et de la forme de la charge.
Additifs améliorant la dispersion
a. Agents de couplage : L'amélioration de la compatibilité entre la charge et la matrice de nylon dépend principalement des agents de couplage. En améliorant l'adhésion interfaciale, ils réduisent l'agglomération et favorisent une dispersion homogène. Les titanates et les silanes sont des agents de couplage courants pour les composites en nylon.
b. Agents de dispersion : Au cours du traitement de la matière fondue, les agents de dispersion tels que les surfactants et les dispersants aident à séparer et à stabiliser les particules de charge en les empêchant de s'agglutiner. De bons agents dispersants améliorent les caractéristiques du matériau et favorisent une dispersion homogène des charges.
c. Modificateurs de rhéologie : Au cours de la transformation, les modificateurs de rhéologie influencent la façon dont la matrice polymère fond. La dispersion des charges peut être améliorée par ces ajouts en optimisant la viscosité et les taux de cisaillement. Les agents qui contrôlent l'écoulement et augmentent la viscosité sont deux types de modificateurs rhéologiques.
d. Agents de nucléation : Ces agents peuvent aider à réguler le comportement de cristallisation de la matrice polymère. Ils favorisent la croissance de cristaux plus homogènes et plus petits, ce qui peut aider à répartir les charges plus uniformément. Les produits chimiques organiques et le talc sont des agents nucléants courants pour le nylon.
Les critères de sélection des additifs sont les suivants
a. Compatibilité : les additifs doivent fonctionner avec la charge particulière utilisée et la matrice de nylon. La compatibilité garantit une dispersion efficace et la prévention des effets négatifs sur les qualités du matériau.
b. Conditions de traitement : Les ajouts doivent être adaptés aux taux de cisaillement, aux temps de séjour et aux températures de fusion. Des conditions de traitement idéales permettent d'obtenir une meilleure dispersion.
c. Exigences en matière de performances : Tenir compte des caractéristiques mécaniques, thermiques et électriques du produit final prévu. Choisissez des additifs qui amélioreront la dispersion de la charge tout en renforçant ces qualités.
d. Considérations environnementales : Évaluer la manière dont les ajouts affectent la capacité du matériau à se maintenir dans le respect de l'environnement. Sélectionner les additifs conformément aux spécifications légales et favorables à l'environnement.
Approches de caractérisation
Diverses méthodes de caractérisation peuvent être utilisées pour évaluer la qualité de la dispersion des composites de nylon modifié fortement chargés. Il s'agit de l'analyse rhéologique, de la diffraction des rayons X (XRD), de la microscopie électronique à transmission (TEM) et de la microscopie électronique à balayage (SEM).
En conclusion, la performance optimale des matériaux exige une dispersion uniforme des charges modifiées hautement chargées dans les matrices de nylon. La qualité de la dispersion peut être améliorée en choisissant les bons additifs, notamment les agents de couplage, les agents dispersants, les modificateurs de rhéologie et les agents de nucléation. Lors du choix des additifs, la compatibilité, les paramètres de traitement, les besoins de performance et la durabilité environnementale sont des considérations essentielles. En outre, des techniques de caractérisation sont utilisées pour évaluer la qualité de la dispersion et permettre d'améliorer encore le matériau composite. Pour faciliter le remplissage du matériau de dispersion dans cette situation, il est conseillé d'utiliser un compatibilisateur à haut débit. Les compatibilisateurs à haut débit peuvent rendre le compatibilisateur plus efficace, même s'ils n'augmentent pas la fluidité globale. Le terme "modifié par anhydride" décrit la façon dont l'élastomère SEBS possède un groupe fonctionnel anhydride. Les composés chimiques connus sous le nom d'anhydrides sont constitués de deux atomes d'oxygène et d'un groupe carbonyle. Les groupes anhydrides sont ajoutés au SEBS pour améliorer certains aspects de sa fonction, à savoir la stabilité et la résistance au vieillissement. Une bonne stabilité signifie que Coace®W1G-F présente peu de détérioration ou de dégradation dans différentes circonstances environnementales et conserve ses qualités mécaniques et physiques au fil du temps.
