Grazie alle sue eccezionali qualità, come l'elevata resistenza chimica, la bassa densità e l'eccezionale stabilità termica, il polipropilene (PP) è un polimero termoplastico versatile, utilizzato in molti settori. La sua resistenza agli urti, piuttosto bassa, è uno dei suoi svantaggi. Per ovviare a questo inconveniente, al PP vengono aggiunti dei modificatori d'impatto che ne aumentano la resistenza.

1. Panoramica dei modificatori d'impatto dei PP

I modificatori d'impatto per il polipropilene sono additivi creati appositamente per migliorare la resistenza del materiale agli urti. Per rendere il PP più durevole e resistente, questi modificatori vengono spesso aggiunti durante il processo di compounding. Essi agiscono modificando la struttura molecolare del polimero, migliorando l'assorbimento e la dissipazione dell'energia in caso di impatto. Elastomeri, cariche e agenti nucleanti sono alcuni dei numerosi tipi di modificatori d'impatto del PP che possono essere utilizzati per migliorare la resistenza agli urti del polipropilene.

2.Modificatori per impatti elastomerici

La resistenza agli urti del polipropilene viene migliorata nell'industria attraverso l'uso di modificatori d'impatto elastomerici. Questi modificatori, che possono essere utilizzati con il PP per aumentarne la tenacità, sono tipicamente sostanze simili alla gomma. Gli elastomeri fungono da assorbitori di energia, riducendo la forza degli impatti e bloccando la crescita delle crepe. Inoltre, aumentano la duttilità e la flessibilità del PP, riducendo la probabilità di cedimenti fragili. La gomma etilene-propilene (EPR), l'etilene-propilene-diene monomero (EPDM) e la gomma stirene-butadiene (SBR) sono alcuni esempi di modificatori d'impatto elastomerici.  

3. Modificatori per l'impatto del riempimento

Un'altra classe di Modificatori d'impatto in PP che migliora la resistenza agli urti del polipropilene sono i modificatori d'impatto. Questi modificatori sono in genere sostanze inorganiche che vengono aggiunte alla matrice del PP, come minerali o fibre di vetro. La rigidità e la resistenza del PP sono aumentate dai riempitivi, che fungono da agenti di rinforzo. Inoltre, contribuiscono a disperdere in modo più uniforme le sollecitazioni, riducendo la possibilità di innesco e crescita di cricche. Inoltre, i riempitivi possono aumentare la viscosità di fusione del PP, migliorando la resistenza agli urti del materiale. Talco, carbonato di calcio e fibre di vetro sono esempi tipici di modificatori d'impatto utilizzati nelle cariche.

4. Agenti che scindono

Gli agenti nucleanti sono additivi che accelerano la cristallizzazione del polipropilene, migliorando la resistenza del materiale agli urti. Queste sostanze favoriscono la crescita di cristalli più omogenei e di dimensioni più piccole, producendo materiali più duri e resistenti. Gli agenti nucleanti contribuiscono anche a ridurre il tempo complessivo del ciclo di lavorazione, il che li rende utili in ambito commerciale. Gli agenti nucleanti nel PP possono essere sostanze inorganiche come il talco o organiche come il sorbitolo. Gli agenti chimici nucleanti contribuiscono a migliorare la resistenza agli urti del polipropilene accelerando il processo di cristallizzazione.

5. Gli effetti dei modificatori d'impatto che lavorano insieme

Per aumentare la resistenza agli urti del polipropilene, vengono spesso utilizzati in combinazione vari modificatori d'impatto. L'effetto combinato di questi modificatori può determinare un notevole aumento della tenacità e della durata. I modificatori d'impatto elastomerici e i modificatori d'impatto riempitivi, ad esempio, possono essere utilizzati per creare un materiale con maggiore flessibilità, forza e resistenza agli urti. Analogamente, l'aggiunta di sostanze chimiche nucleanti in aggiunta ai modificatori d'impatto elastomerici o di riempimento può migliorare la capacità del polipropilene di resistere agli impatti. I modificatori d'impatto vengono scelti e combinati in base alle esigenze specifiche dell'applicazione e alle prestazioni desiderate del prodotto finito. La resistenza agli urti del polipropilene viene notevolmente migliorata con i modificatori d'impatto per PP. Per aumentare la tenacità, la resistenza e la durata del PP, si utilizzano spesso modificatori d'impatto elastomerici, modificatori d'impatto riempitivi e agenti nucleanti. Questi modificatori migliorano la capacità del materiale di assorbire e dissipare l'energia d'impatto, riducendo la probabilità di formazione e propagazione di cricche. Ciò avviene modificando la struttura molecolare e la distribuzione delle sollecitazioni. Un aumento ancora maggiore della resistenza agli urti può derivare dalle interazioni sinergiche di vari modificatori d'impatto. In generale, l'uso di modificatori d'impatto per PP è fondamentale per estendere la gamma di applicazioni del polipropilene in diversi settori.