Што такое мадыфікацыя палімераў арганічнымі перакісамі?
Мадыфікацыя палімера — гэта хімічная або фізічная змена малекулярнай структуры палімера з мэтай павышэння пэўных эксплуатацыйных уласцівасцей, такіх як трываласць расплаву, ударастойкасць, сумяшчальнасць з іншымі матэрыяламі або тэрмічная стабільнасць. У кантэксце паліалефінаў (паліпрапілен PP, поліэтылен PE), найбольш шырока распаўсюджаным метадам мадыфікацыі з'яўляецца рэакцыйны экструзія з выкарыстаннем пераксідаў, пры якім арганічныя пераксіды ўтвараюць свабодныя радыкалы, што адшчопліваюць атамы вадароду ад каркаса палімера, ствараючы макрарадыкалы, якія альбо звязваюцца (звязваюць паміж сабой), альбо ўбудоўваюць функцыянальныя манамеры ў ланцужок.
У гэтым артыкуле разглядаюцца чатыры асноўныя віды мадыфікаваных палімераў, атрыманых з дапамогай арганічных пераксідаў:
- CR-PP (сеткаваны поліпрапілен)
- HMS-PP (поліпрапілен з высокай тэмпературнай трываласцю)
- MA-g-PP (поліпрапілен з грэфтаванай малеінавай ангідрыдай)
- MA-g-PE (паліэтылен з грэф-злучэннямі малеінавага ангідрыду)
Чаму арганічныя пераксіды з'яўляюцца пераважнымі мадыфікуючымі агентамі
| Уласцівасць | Арганічныя перакісы | Аза-ініцыятары | Радыяцыйная (электронна-прамянёвая) |
|---|---|---|---|
| Тэмпературны дыяпазон апрацоўкі | 130–200°C (шырокі) | 70–100°C (вузкі) | Н/Д (атмасферны) |
| Кантроль шчыльнасці ўзаемазвязвання | Выдатна (кантраляваная доза) | Умераны | Нізкая (абмежаваная хуткасцю дозы) |
| Эфектыўнасць прышчэплення (MA) | Высокая (радыкальны механізм) | Умераная | Нізкі |
| Патрабаванне да капітальнай выдаткі | Нізкі (упырск вадкасці) | Нізкі | Высокія (аб'ект з электронна-прамянёвай апрацоўкай) |
| Тыповыя выкарыстоўваемыя пераксіды | Дыкуمیلпераксід, 2,5-дыметыл-2,5-ды(тэрт-бутылпераоксі)гексан | ADVN, ABVN (абмежаваны тэмпературны дыяпазон) | Н/Д |
CR-ПП (шышкаваты поліпрапілен)
Сеткаваны поліпрапілен атрымліваюць шляхам дадавання дыалкілперакісу (звычайна дыкумiлперакісу, Perodox DCP або Perodox 101) падчас экструзіі. Перакіс раскладаецца пры тэмпературы апрацоўкі (~180–200 °C), утвараючы радыкалы, якія ствараюць C–C-шчолачкі паміж ланцугамі ПП.
Асноўныя перавагі CR-PP
- Павышаная тэрмічная стабільнасць: CR-PP захоўвае механічныя ўласцівасці пры тэмпературах вышэй за 100°C, у адрозненне ад стандартнага ПП, які мякне пры ~100°C.
- Палепшаная ўстойлівасць да плыўлення: узаемазвязкі абмяжоўваюць слізганне ланцугоў пад уздзеяннем пастаяннай нагрузкі.
- Лепшая хімічная ўстойлівасць: трохмерная сетка зніжае ўбіранне растваральнікаў.
Тыповыя прымяненні
- Аўтамабільныя кампаненты пад капотам
- Праяўленне ў гарачай вадзе
- Прамысловы фільтр
HMS-PP (поліпрапілен з высокай тэмпературнай трываласцю)
Стандартны ПП мае нізкую плавільную трываласць, што абмяжоўвае яго выкарыстанне ў экструзіі пенапласту і тэрмафармаванні. HMS-ПП вырабляецца шляхам кантраляванага перакрыжаванага звязвання з дапамогай пераксіду, якое стварае доўгаланцуговыя разгалінаванні (ДЛР) без утварэння поўнай гелевай сеткі. Структура ДЛР значна павышае плавільную трываласць і ўласцівасць да ўмацавання пры дэфармацыі.
Выбар пераксіду для HMS-PP
Ключавым момантам з'яўляецца выкарыстанне пераксіду з адпаведным перыядам паўраспаду — дастаткова хуткага, каб раскладацца за кароткі час знаходжання ў экструдары, але не настолькі хуткага, каб выклікаць празмернае ўтварэнне гелю. Perodox 101 (2,5-дыметыл-2,5-ды(тэрц.-бутаксілпераксід)гексан) шырока выкарыстоўваецца, таму што яго тэмпература паўперыяду распаду (~179°C) добра супадае з тыповымі тэмпературамі апрацоўкі ПП (180–220°C).
МА-г-ПП (поліпрапілен, змацаваны малеінавым ангідрыдам)
MA-g-PP вырабляецца метадам рэактыўнага экструдавання: поліпрапілен, малеінавы ангідрыд (MAH) і перакісны ініцыятары падаюцца ў экструдар. Перакіс генеруе макрарадыкалы ПП; яны рэагуюць з манамерам MAH, убудоўваючы яго ў асноўны ланцуг ПП. Убудаваныя групы MAH забяспечваюць палярныя анкерныя месцы, якія значна паляпшаюць адгезію паміж неполярным ПП і палярнымі матэрыяламі (напрыклад, шкловалакном, нейлонам, эпаксіднымі пакрыццямі).
Выбар правільнага пераксіду для графтавання з МА
| Перакіс | Марка | 1h t½ тэмп | Найлепш падыходзіць для |
|---|---|---|---|
| Дикумiл пероксид | Пэрадокс ДКП | ~171°C | Грэйфінг ПП (180–200°C) |
| 2,5-дыметыл-2,5-ды(тэрт-бутылпераксід)гексан | Перадокс 101 | ~179°C | Гraftінг PP і PE |
| тэрт-бутыл-куміл-пераксід | Перадокс 119 | ~162°C | Гraftінг PE пры больш нізкай тэмпературы |
МА-г-ПЭ (паліэтылен з графтованай малеінавай ангідрыдай)
Той жа прынцып, што і MA-g-PP, прымяняецца да поліэтылену. MA-g-PE неабходны для:
- Ізаляцыя кабеляў: Прамотар счаплення паміж поліэтыленавай ізаляцыяй і знешняй абалонкай.
- Кампазітныя матэрыялы: Кампатибілізатар у драўніна-пластыкавых кампазітах (WPC).
- Шматслойныя плёнкі: злучальны слой паміж поліэтыленавым і бар'ернымі слаямі з EVOH або PA.
Частыя пытанні
Пытанне: Якая доза пераксіду з'яўляецца тыповай для графтавання MA?
А: Тыповая доза складае 0,05–0,3 вагавых % актыўнага пераксіду ў пераліку на палімер, у залежнасці ад мэтавага ўзроўню графтавання (0,2–1,0 вагавых % MAH). Настойліва рэкамендуецца правесці лабараторны адбор.
П: Ці можна выкарыстоўваць адзін і той жа пераксід як для сшывання, так і для графтынгу?
А: Так — дыкумілпераксід (Perodox DCP) шырока выкарыстоўваецца для абодвух працэсаў. Аднак графтынг патрабуе пільнага кантролю суадносін пераксіду і MAH, каб пазбегнуць гамапалімерызацыі MAH.
П: Як мінімізаваць утварэнне гелю ў HMS-PP?
А: Выкарыстоўвайце пераксід з больш павольным тэмпам раскладання, дадавайце сумеснае рэагент (напрыклад, траілылцыянурат) і кантралюйце час знаходжання ў экструдары. Perodox 101 у колькасці 0,02–0,06% па масе звычайна забяспечвае добры HMS з мінімальным утрыманнем гелю.
Чаму варта выбіраць Do Sender для перакісаў да мадыфікацыі палімераў?
ТАА «Шандун До Сендэр Кемікалз» вырабляе поўны асартымент арганічных пераксідаў брэнда Perodox®, спецыяльна распрацаваных для мадыфікацыі палімераў. Наша тэхнічная каманда прадастаўляе падтрымку ў распрацоўцы складаў, аптымізацыю працэсу экструзіі і комплексную навучанне па тэхніцы бяспекі. Уся прадукцыя адпавядае стандартам REACH, ISO 9001 і FDA, дзе гэта прымяняльна.
Звяжыцеся з намі, каб аптымізаваць падбор пераксіду для вытворчасці CR-PP, HMS-PP, MA-g-PP або MA-g-PE.