مستر بچ افزودنی impact modifier
دوام و چقرمگی بهبود یافته از ویژگی های کلیدی انواع رزین های پلاستیکی است. این را می توان با افزودن اصلاح کننده های ضربه به مواد ترکیبی پلاستیکی به دست آورد. جنبه مهم در اینجا در مقدار و نوع اصلاح کننده ضربه است که باید اضافه شود.
بنابراین این ما را به این سوال می رساند که چگونه می توان اصلاح کننده های ضربه را درست انتخاب کرد. برای درک بهتر این موضوع جزئیات را در مورد:
- سطوح اصلاح ضربه و خواص آنها
- مکانیسم اثر اصلاح کننده های ضربه
- انواع مختلف و نقش کلیدی آنها در سیستم های پلیمری مختلف
نیاز به اصلاح کننده های ضربه چیست؟
اصلاح کننده های ضربه دوام و چقرمگی انواع رزین های پلاستیکی را بهبود می بخشد. از این رو، آنها به مواد مرکب پلاستیکی اضافه می شوند. علاوه بر اصلاح ضربه، آنها می توانند به بهبود سایر ویژگی های مواد مانند:
قابلیت آب و هوا
پردازش پذیری
اشتعال پذیری
اعوجاج حرارتی
خواص نوری و کششی
فرمولاتورها باید به سطح بسیار متفاوتی از مقاومت ضربه دست یابند. این بر اساس کاربردهای نهایی و مقاومت ذاتی پلیمر است. سطوح مختلفی از الزامات اصلاح ضربه وجود دارد که در زیر مورد بحث قرار می گیرد.
اصلاح ضربه در دمای پایین
مقاومت ضربه ای در دمای پایین برای کاربردهایی که به سطح معینی از موارد زیر نیاز دارند مورد نیاز است:
- انعطاف پذیری در دمای پایین و
- مقاومت در برابر شکستن
این مورد برای بسیاری از کاربردها در حوزه لوازم خانگی است. برای این منظور اصلاح کننده های واکنشی در سطوح بین 5-15 درصد ضروری است.
اصلاح ضربه فوق العاده سختی
برای کاربردهایی که حتی در دمای پایین (30- تا 40- درجه سانتیگراد) تحت سرعت بالا، نباید منجر به خرابی قطعه شود، به مقاومت ضربه ای بسیار سخت نیاز است. این نیاز فقط با سطوح بالای (20-25٪) از اصلاح کننده های ضربه واکنشی قابل برآورده شدن است. دمای انتقال شیشه ای پایینی دارند (Tg).
سطوح مختلف نیازهای اصلاح ضربه
ویژگی های کلیدی که اصلاح کننده ها تاثیر را منحصر به فرد می کند
برخی از ویژگی های کلیدی اصلاح کننده های ضربه در پلاستیک ها در زیر ذکر شده است:
- مقاومت در برابر ضربه بهبود یافته
اصلاح کننده های ضربه انرژی را در هنگام ضربه جذب می کنند و از انتشار ترک جلوگیری می کنند. بنابراین، مقاومت در برابر ضربهپلاستیک ها را بهبود می بخشند. این می تواند پلاستیک ها را در برابر آسیب های ناشی از سقوط، ضربه و سایر ضربه ها مقاوم تر کند.
- افزایش چقرمگی
اصلاح‌کننده‌های ضربه، پلاستیک‌ها را در برابر تغییر شکل و پارگی مقاوم‌تر می‌کنند. این به افزایش چقرمگی پلاستیک کمک می کند. این می تواند پلاستیک ها را بادوام تر و قادر به مقاومت در برابر سایش و پارگی بیشتر کند.
- انعطاف‌پذیری پیشرفته
اصلاح‌کننده‌های ضربه می‌توانند انعطاف‌پذیریپلاستیک‌ها را با انعطاف‌پذیری بیشتر و قابلیت خم شدن بدون شکستن پلاستیک افزایش دهند. این می تواند پردازش و استفاده از پلاستیک را در طیف وسیع تری از کاربردها آسان تر کند.
- افزایش مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش
اصلاح کننده های ضربه می توانند مقاومت پلاستیک ها در برابر اشعه ماوراء بنفش را افزایش دهند. این به این دلیل است که آنها آنها را از تخریب ناشی از اشعه ماوراء بنفش محافظت می کنند. این می تواند طول عمر پلاستیک های در معرض نور خورشید را افزایش دهد.
- بهبود شرایط جوی
اصلاح‌کننده‌های ضربه، قابلیت هواپذیری پلاستیک‌ها راافزایش می‌دهند . آنها پلاستیک ها را در برابر تخریب ناشی از عوامل جوی مقاوم تر می کنند. به عنوان مثال، باران، باد، و درجه حرارت شدید. این می تواند پلاستیک ها را بادوام تر کند و در محیط های سخت دوام بیشتری داشته باشد.
- کاهش هزینه
اصلاح‌کننده‌های ضربه می‌توانند با استفاده از رزین‌های پایه ارزان‌تر، هزینه پلاستیک‌ها را کاهش دهند. این به این دلیل است که اصلاح کننده های ضربه می توانند خواص پلاستیک ها را بدون افزایش هزینه آنها بهبود بخشند.
مقدار اصلاح کننده ضربه ای که به پلاستیک اضافه می شود به خواص مطلوب محصول نهایی بستگی دارد. به عنوان مثال، اگر یک پلاستیک باید بسیار سخت باشد، اصلاح کننده ضربه بیشتری اضافه می شود.
اصلاح کننده های ضربه چگونه کار می کنند؟
ماهیت الاستومری و لاستیکی اصلاح کننده های ضربه، انرژی ضربه را جذب یا هدر می دهد. آنها را می توان گنجاند:
از طریق پلیمریزاسیون در راکتور، یا
به عنوان افزودنی در مرحله ترکیب
دو مکانیسمی که توسط آنها اصلاح کننده های ضربه کار می کنند در زیر مورد بحث قرار می گیرند.
انتشار ترک
اصل در اینجا پراکندگی اصلاح کننده های ضربه در ماتریس شکننده است. این یک مرحله میرایی است. قادر به جذب انرژی و جلوگیری از انتشار ترک است.
نوار برشی / حفره
مکانیسم دوم تشکیل نوارهای برشی است. اینها در اطراف ذرات الاستومری که انرژی تغییر شکل را جذب می کنند تشکیل می شوند. این مکانیسم همیشه با حفره شدن ذره مرطوب کننده (ظاهر حفره ها) همراه است. آنها همچنین انرژی را جذب می کنند. با این حال، ظهور نوارهای برشی بیشتر انرژی را جذب می کند.
برای کارآمد بودن، فاز پراکنده باید ویژگی های زیر را داشته باشد:
قابلیت مرطوب کنندگی:
فاز الاستومری توصیه می شود. عموماً از پلیمرهای کم Tg و کم کریستالینیته استفاده می شود. Tg پایین برای سفت شدن در دمای پایین مورد نیاز است. کوپلیمرهای پلی الفین کاندیدای عالی هستند.
انسجام خوب با فاز پیوسته:
- این پارامتر کلید سخت شدن کارآمد است. فقدان یکپارچگی می‌تواند باعث ایجاد ترک‌های متعددی شود که می‌توانند تا زمان شکست منتشر شوند. انسجام خوب را می توان با برهمکنش خاص در سطح یا با واکنش پذیری به دست آورد. سازگاری با تشکیل، در سطح مشترک کوپلیمرهای “آمفی دوست” رخ می دهد. این باعث کاهش کشش سطحی و افزایش چسبندگی می شود.
سازگاری پلیمر همچنین بر اندازه، منظم بودن و پایداری پراکندگی تأثیر می گذارد. این به طور مثبت بر عملکرد مکانیکی قطعه تمام شده تأثیر می گذارد.
تکنیک های پردازش
روش های اصلی پردازش برای اصلاح کننده های ضربه در زیر توضیح داده شده است:
- اکستروژن– فرآیندی است که در آن پلاستیک مذاب از طریق یک قالب برای تولید یک ورق یا پروفیل پیوسته مجبور می شود. اصلاح کننده‌های ضربه را می‌توان قبل از اکسترود شدن به مذاب پلاستیک اضافه کرد یا می‌توان آنها را با پلاستیک هم‌اکسترود کرد.
- قالب‌گیری تزریقی– فرآیندی است که در آن پلاستیک مذاب به داخل قالب تزریق می‌شود تا قسمتی تشکیل شود. اصلاح کننده های ضربه را می توان قبل از تزریق به مذاب پلاستیک به قالب اضافه کرد یا می توان آنها را در خود قالب گنجاند.
- کلندرینگ– فرآیندی است که در آن پلاستیک مذاب بین دو غلتک عبور داده می شود تا یک ورقه نازک تولید شود. اصلاح کننده های ضربه را می توان قبل از تقویم شدن به مذاب پلاستیک اضافه کرد. آنها همچنین می توانند پس از تقویم شدن روی سطح ورق پوشانده شوند.
- ترموفرمینگ– فرآیندی است که در آن یک ورق پلاستیک تا دمایی گرم می شود که آن را نرم و انعطاف پذیر می کند. سپس با اعمال خلاء یا فشار به شکل دلخواه در می آید. مشاهده تمام درجه های ترموفرمینگ اصلاح کننده های ضربه .
برای تکنیک‌های مختلف پردازش، درجه‌های اصلاح‌کننده ضربه خاص را انتخاب کنید:
اشکال فیزیکی رایج
شکل خاص اصلاح کننده ضربه مورد استفاده به نوع پلاستیک، خواص مطلوب محصول نهایی و روش پردازش بستگی دارد. آنها به اشکال مختلف فیزیکی می آیند:
- پودرها
پودرها رایج ترین شکل اصلاح کننده ضربه هستند. آنها معمولاً قبل از اکسترود یا قالب گیری به مذاب پلاستیک اضافه می شوند.
- گلوله ها
گلوله ها مانند پودر هستند، اما بزرگتر هستند و شکل منظم تری دارند. آنها اغلب در کاربردهای قالب گیری تزریقی استفاده می شوند.
- مستربچ ها
مستربچ ها مخلوط غلیظی از یک اصلاح کننده ضربه و یک رزین حامل هستند. آنها معمولاً در مقادیر کم برای دستیابی به سطح مطلوبی از اصلاح ضربه استفاده می شوند.
- مایعات
مایعات معمولاً در کاربردهای مخلوط کردن محلول استفاده می شوند. آنها در یک حلال حل شده و سپس با پلیمر پایه مخلوط می شوند.
- الاستومرها
الاستومرها مواد لاستیکی مانندی هستند که اغلب به عنوان اصلاح کننده ضربه استفاده می شوند. آنها معمولاً به شکل ذرات یا الیاف کوچک به مذاب پلاستیک اضافه می شوند.
اصلاح کننده های ضربه ای پلی الفین عملکردی
برای برآوردن الزامات صنعت، چندین پلیمر نیاز به مقاومت در برابر ضربه بهبود یافته دارند.
در میان فناوری‌های اصلاح ضربه موجود در بازار، اصلاح‌کننده‌های ضربه پلیمری طیف کاملی از عملکرد سخت‌کننده را ارائه می‌دهند. آنها همچنین به عنوان پلی اولفین های عامل دار شناخته می شوند. عملکرد آنها از همه منظوره تا سختی فوق العاده در سیستم های پلیمری مختلف متغیر است.