Studiul proprietăților reologice și a comportamentului de cristalizare a compușilor

  • Subiecte
  • rezumat
  • Introducere
  • Experimental
  • Materiale
  • Măsurători
  • Rezultate si discutii
  • Proprietățile de bază ale compușilor LCB-PP și LCB-PP/silicat
  • Proprietățile reologice ale compușilor LCB-PP și LCB-PP/silicat
  • Comportamentul de cristalizare a compușilor LCB-PP și LCB-PP/silicat
  • Concluzii

Subiecte

  • Compuși
  • Polimeri
  • Reologie

rezumat

Polipropilena ramificată cu lanț lung (LCB-PP) a fost preparată prin altoire topită, iar compușii LCB-PP/silicat au fost preparați prin adăugarea de 1-7% în greutate silicat utilizând un mini-mixer la 190 ° C. PP a fost confirmat de existența unui vârf de întindere –C = CH la 3100, cm -1 în spectrul infraroșu al transformatei Fourier. Compușii LCB-PP și LCB-PP/silicat au prezentat proprietăți reologice neobișnuite, inclusiv o tendință ridicată de subțiere și elasticitate. Tendința de slăbire și elasticitate au fost cele mai mari în compusul conținând 5% în greutate silicat. Aceste efecte au fost confirmate prin măsurători reologice oscilatorii. Comportamentul de cristalizare a LCB-PP și a compusului silicat a fost investigat utilizând un proces neizotermic propus de Ozawa. Modelul exoterm al materialului compozit este mai îngust și mai ascuțit decât cel al PP și PP ramificat. Exponenții extinși au fost de 3,6 pentru PP, 2,4 pentru LCB-PP și 1,5 pentru compus. Aceste comportamente pot fi interpretate prin specularea că silicatul din matricea PP funcționează ca o sămânță pentru cristalizare și modifică procesul de cristalizare.

reologice

Introducere

Polipropilena (PP) a fost rășina marfă cu cea mai rapidă creștere datorită proprietăților sale fizice dorite și benefice, cum ar fi greutatea redusă, reciclabilitatea și rezistența chimică. Cu toate acestea, PP comercial prezintă rezistențe reduse la topire și la impact, limitându-i utilizarea în spumă și aplicații auto. Prin urmare, s-a îndreptat un mare efort pentru a îmbunătăți rezistența la topire și rezistența la impact a PP. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 Pentru a-și îmbunătăți rezistența la impact, s-au adăugat modificatori de impact la PP și cauciucul a fost considerat etilen propilenă cea mai eficientă dintre ele datorită rezistenței sale ridicate la impact într-o gamă largă de temperaturi. Aceste amestecuri, cunoscute în mod obișnuit ca elastomeri poliolefinici termoplastici, au un rol din ce în ce mai important în industria polimerilor, în special în aplicațiile auto.

în care n depinde de mărimea creșterii și valorile sale variază între 2 și 4; χ C (T) este funcția de răcire; și C (T) este conversia la temperatura T.

Deoarece microstructurile silicatului și ale cristalitului LCB-PP pot avea efecte remarcabile asupra proprietăților fizice ale compușilor silicat/LCB-PP, este semnificativ studierea influenței silicatului asupra procesului de cristalizare a matricei ramificate. Prin urmare, un studiu al comportamentului de cristalizare a compusului LCB-PP/silicat este un subiect de interes.

Topiturile LCB-PP posedă proprietăți viscoelastice neobișnuite, cum ar fi modulele dinamice non-terminale de joasă frecvență și o tendință ridicată de subțire. 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 Reologia nanocompozitelor polimerice nu este afectată de natura chimică a PP, ci de structura mezoscopică a hibridului. Tactidele de argilă formează o rețea de filtrare datorită înfundării fizice, care oferă o rezistență considerabilă la deformare și, astfel, un comportament solid. 28 Datele dinamice cu amplitudine mare au relevat o scădere a modulului de stocare, iar o aliniere a argilei indusă de flux a fost postulată la stres mai mare. Se știe că alinierea indusă de flux alterează proprietățile reologice în stare topită.

Acest studiu a fost realizat pentru a determina efectele încărcării LCB și silicatului asupra proprietăților reologice și a cineticii de cristalizare neizotermă a blocului PP. LCB-PP a fost preparat prin altoire prin fuziune în prezența FS și TBPB. Compușii LCB-PP/silicat au fost creați folosind un microcompozit și s-a efectuat un studiu sistematic cu privire la proprietățile lor reologice și cinetica cristalizării neizoterme.

Experimental

Materiale

Samsung Total (Daesan, Coreea) a furnizat Block-PP de calitate BJ110 fără antioxidant. „Bloc PP” indică un amestec de izo-PP și cauciuc etilen-propilenă cu un indice de topire pentru PP de 1,0 g timp de 10 minute (230 ° C, 2,16 kg). A fost utilizată o montmorillonită modificată (Closite 20A, prescurtat 20A, Southern Clay Products; Gonzales, TX, SUA). Montmorillonitul a fost schimbat ionic cu ioni de amoniu de seu și dimetil dihidrogenat de seu. Seiul a fost alcătuit în principal din lanțuri octadecil cu mai puțini omologi inferiori. Compoziția aproximativă a fost 65% C18, 30% C16 și 5% C14. FS de înaltă puritate (Aldrich, Milwaukee, WI, SUA) și peroxidul TBPB (Aldrich) au fost utilizate fără purificare ulterioară. LCB-PP și diferite tipuri de compuși LCB-PP/silicat cu diferite compoziții de lut modificate organic au fost preparate prin topire topită la 180 ° C folosind un mixer de tip capilar cu o dimensiune a camerei de 30 cm 3. Pistonul a fost ciclat la o rată de 50 pe minut, iar timpul de amestecare a fost de 10 minute pentru toate experimentele.

Măsurători

Rezultate si discutii

Proprietățile de bază ale compușilor LCB-PP și LCB-PP/silicat

LCB-PP și diferite tipuri de compuși LCB-PP/silicat din diferite compoziții au fost preparați prin topire în altoire în prezența FS și TBPB folosind un microcompozitor la 190 ° C. Figura 1 prezintă unul dintre mecanismele posibile pentru reacția bazată pe informații disponibil în literatură. 3 Radicalii primari formați prin descompunerea TBPB reacționează cu PP pentru a produce radicali radicali. Acești macro-radicali pot, în principiu, să sufere un clivaj al lanțului β pentru a forma un capăt de lanț de PP nesaturați și radicali secundari. Macro-radicalii pot reacționa simultan prin reacții de adăugare cu FS pentru a produce aductul corespunzător, care poate reacționa în continuare cu macro-radicalii secundari din vecinătatea lor pentru a forma LCP-PP dorit. Într-o cale sintetică alternativă, aductul formează produsul corespunzător altoit, adică PP-g-FS, după extragerea unui atom de hidrogen dintr-un lanț PP vecin. Legătura dublă rămasă în fragmentul FS poate participa, de asemenea, la formarea LCB-PP. Formularea și proprietățile termice ale compușilor sunt rezumate în Tabelul 1.