Увод у технологију пењења полипропиленом
Са све већим захтевима за заштитом животне средине, рециклирање отпада и економичности у производима, физичким методама пењене користећи средства као што су ЦО2, Н2 и изопентана добила су значајну пажњу. Тренутно је ЦО2 најчешће коришћени средство за пењење пена.
Основна метода за припрему микропора полимера материјала који користе суперкритичну течност укључује стварање високо засићене мешавине топљења полимера / гаса и подстицање термодинамичке нестабилности током процеса хлађења. Контролирањем параметара попут притиска и температуре, микроцелуларне структуре формирају се у оквиру полимерне матрице, а суперкритична течност делује као нуклеарни медијум. Кључни кораци у овом процесу су следећи:
Систем засићености полимера / гаса
На одређеној температури, користи се одговарајућа метода за растворење високог притиска, неактивног гаса (нпр. ЦО2 или Н2) у полимер, формирајући хомогени систем засићења полимера / гаса. Концентрација гаса се обично креће од 5% до 20%. Дифузија гаса унутар полимера је спора и може се убрзати све већом температуром и притиском.
Нуклерација
Смањењем притиска и / или све веће температуре, полимерни / гасни систем улази у термодинамички нестабилно стање, постајући претерано. Ово покреће хомогена и хетерогена нуклерација, што је довело до формирања бројних гасних мехурића.
Раст мехурића
Суперсатурирани гас дифузује у мехуриће, узрокујући да расту и смањеју слободну енергију система. Раст мјехурића контролише фактори као што су време, температура, суперсасурације, стрес и вискоеластична својства система.
Стабилизација микропорозне структуре
Поступци попут гашења користе се за стабилизацију структуре балона.
Јединствени, високи концентрациони полимер / гасни систем и прецизна контрола раста на нуклепирање и балона су пресудни за поступак. Микроцелијске пене произведене обично имају величине пора у распону од 5-30 μм. У поређењу са традиционалним пенастом листовима, ови микропорозни материјали показују 30% -40% веће затезање и притиска на истом густином и могу се произвести на постојећим производним линијама. Комбинација суперкритичне технологије течности и пластичне ињекционе ливење направила је директну производњу микроцелијских производа убризгаване убризгаване полипропилена у ињелици.
Технологија пене од високе пањења од топљења полипропилена
У конвенционалном пјену од полипропилена, вискозност оштро опада изнад тачке топљења кристализације, изражавање температуре током екструзије тешко. Међутим, полипропилен мора да одржи довољно пролаза у екструдеру, а такође има адекватну чврстоћу и еластичност топљења и еластичности да сачува редовну структуру мехуриће. Полипропилен висока чврстина од топљења је стога пресудна у процесу пенања.
На пример, смола СФАКС Ф814, коју произведе стране компаније, има дуге бочне ланце уведене током пост-полимеризационог процеса, дајући му 9 пута више од јачине топљења конвенционалних хомополимера са сличним карактеристикама протока. Понашање мехурића у линеарним ПП и разгранатих ПП-а током пењача значајно се разликује. Линеарни ПП показује висок садржај отворене ћелије, а мехурићи се брзо спајају, чак и под брз хлађење. Супротно томе, разгранати ПП има тенденцију да се формира затворене структуре са минималним спајањем мехурића, чинећи га погодним за постизање велике чврстоће.
Помно повезана технологија пене од полипропилена
Неке компаније су такође усвојиле унакрсне процесе за производњу полипропиленских пена, попут мешања ПП са ПЕ и умрежавајући ПЕ. На пример, компанија је развила микро-прекрштену полипропиленску пену користећи двостепени поступак: Прво, екструдира чврст лист дебљине 3 мм, а затим је умрежава пероксид или зрачење и коначно га ставља у посуду високог притиска (до 69 МПа) са Н2. Ова метода резултира пеном са 1 0% конструкцијом затворене ћелије и густином од 0,3 г / цм³. Ова пена се користи у апликацијама попут аутомобилских делова и спортске робе.
Кључ овог процеса је умрежавање ПП смола пре пењења, што смањује вискозност топљења и минимизира руплусну пукнућу током пењења. Укрштене ПП пене показују значајно бољу отпорност на топлоту (30-50 степен више) и термичким перформансама пузања (100 пута боље) у поређењу са несесним пенама. Међутим, висока кристалност и потешкоћа у ПП-у у унакрсним представљањима постојећих изазова, захтевају прецизну контролу реакционих услова да се смањи деградација.
Агенти за нуклерисање у пенању
Производња микроцелуларних ПП пена са уобичајеним термоСетом или аморфним термопластичним технологијама је тешко због ниске растворљивости на гас у кристалном региону ПП, што ограничава бублубну нуклепу и раст. Додавање мале количине натријум-бензоата као нуклеарског средства може смањити површинску напетост полимера, промовисање нуклеације мехурића. Међутим, Талц, који формира снажну везу са ПП-ом, није ефикасан као агент за нуклерисање и не би требало да се користи.