Для каждой данной детали или технологии кристалличность контролируется структурой полимера, его составом и технологическими условиями, которые обеспечивают определенное соотношение между процессами накопления и тепла и охлаждения. Соответственно, кристалличность часто носит неоднородный характер, и тепловые данные являются различными для поверхностной и внутренней частей детали. Зародыши кристаллизации и осветляющие вещества ускоряют и оптимизируют процесс кристаллизации, позволяя тем самым регулировать конечные свойства полукристаллических полимеров в соответствии с функциональными требованиями. Это касается только полукристаллических полимеров, но в том, что касается таких полимеров, это распространяется на все технологические методы, включая и вторичные технологии обработки: литьевое формование, выдувное формование, экструзию пленки, центробежное формование, горячее формование... Воздействие распространяется как на эстетические, так и на механические свойства и затрагивает все применения от упаковки до автомобильных деталей. Беглый взгляд на кристалличность Кристалличность характеризуется формой и размерами кристаллических блоков, степенью кристалличности и, в целом ряде случаев, ориентацией кристаллических блоков. Так, например, изотактический полипропилен (iPP), в зависимости от условий, может кристаллизоваться в четыре различные фазы, обозначаемые α, β, γ и мезоморфая смектическая. Фазы и являются самыми важными. Моноклиническая α фаза является основной кристаллической фазой, и как таковая она встречается у частиц из iPP. Треугольная β фаза, как правило, дополняет фазу α только в небольших количествах в обычно производимых образцах. Ее можно приготовить в больших количествах с использованием температурного градиента или же сдвинутого или напряженного расплава. В области полиэтилена исследования морфологии пленки на основе Циглера-Натта показывают ориентированные тонкие пластинки в виде цилиндритов, перпендикулярные машинному направлению. В отличие от этого у пленок на металлоценовой основе отсутствует такая предпочтительная ориентация пластинок. Очевидно, что неразветвленные и имеющие более высокую молекулярную массу цепи пленки на основе Циглера-Натта приобретают ориентацию в ходе процесса выдувания, что позволяет более разветвленным цепям кристаллизоваться в такие ориентированные цепи. На приведенном ниже рисунке «Примеры кристаллитов» даны три примера кристаллитов, полученные при различных условиях охлаждения одного и того же полимера. Рисунок 1: Примеры кристалличности На следующем рисунке «Неоднородность при кристаллизации в формованной детали» дан пример неоднородности кристаллизации в зависимости от размещения в одной и той же формованной детали. Рисунок 2: Неоднородность кристаллизации в формованной детали Зародыши кристаллизации и осветляющие вещества: хорошее сходство, но не совсем то же самое Зародыши кристаллизации или инициаторы кристаллизации используются для того, чтобы обеспечить участки для зарождения кристаллов. Осветляющие вещества представляют собой подсемейство зародышей кристаллизации, которые обеспечивают создание более мелких кристаллитов, которые меньше рассеивают свет, и, в результате, повышают прозрачность для той же самой толщины стенки детали. Рисунок 3: Зародыши кристаллизации и осветляющие вещества Выбор инициатора кристаллизации или осветляющего вещества, показанных на рисунке 'Зародыши кристаллизации и осветляющие вещества', определяет морфологию кристаллизации и, следовательно, технологические, физические и механические свойства. Следует отметить, что зародыши кристаллизации могут добавляться и непреднамеренно, поскольку некоторые добавки, такие как красители или наполнители могут оказывать нуклеирующее воздействие. • Размерная стабильность, а именно уменьшение коробления и низкий коэффициент линейного теплового расширения; • Повышение эстетических свойств, а именно, контактной и/или визуально определяемой прозрачности; • Тепловые свойства, а именно, повышение температуры допустимой деформации; Улучшение механических свойств; • Усиление барьерного эффекта. Здесь затронуты все промышленные сектора; сектор упаковки, отрасли промышленности, производящие товары долговременного пользования, автомобильная промышленность, сектор бытовых товаров, сектора производства пленки, листа, сельскохозяйственных продуктов, потребительских товаров, и рынок предметов ухода за собой… Зародыши кристаллизации и осветляющие вещества: широкий выбор добавок Зародыши кристаллизации и осветляющие вещества можно классифицировать в зависимости от их структуры (органической или неорганической), их воздействия на кристаллизацию, конечных свойств полимера, содержащего структурообразователь... Классификация в зависимости от принадлежности к химическому семейству: неорганические, органические • К числу неорганических инициаторов относятся, например, тальк или сульфат бария, наноглины, такие как монтмориллонит, которые действуют как инициаторы зародышеобразования на полипропилен, термопластические полиэфиры и полиамид, вызывая более быстрое зародышеобразование и повышая степень кристаллизации в целом. Здесь можно также упомянуть оксиды металлов, такие как двуокись титана или оксид магния, фосфаты, карбонаты или сульфаты, предпочтительно щелочно-земельных металлов. • Органические добавки очень разнообразны, от производных сорбитола до моно- или поликарбоксильных кислот и их солей, таких как 4-терт-бутилбензойная кислота, бензоаты лития или натрия, органофосфаты или фосфатные эфиры, адипиновая кислота, дифенилацетиновая кислота, сукцинат натрия или бензоат натрия; норборнан-карбоксильная соль, полимерные компаунды, такие как ионные полимеры (иономеры), азотные и более или менее сложные молекулы, например, трифенодитиазин, дициклогексил-2,6-нафталиндикарбоксамид, пимелиновая кислота со стеаратом кальция или хинакридоновый краситель постоянно красный. Классификация в зависимости от предпочтительного типа кристалла: a, b, g... Например, наиболее эффективными инициаторами зародышеобразования α являются производные на основе сорбитола и органические фосфаты, в то время как зародышами кристаллизации β являются среди прочих трифенодитиазин, пимелиновая кислота со стеаратом кальция или хинакридоновый краситель постоянно красный. Классификация в зависимости от желательных конечных свойств Основное отличие касается осветляющих веществ, имеющих, в основном, оптические свойства, но также и некоторые тепловые и механические воздействия. Осветляющими веществами часто являются производные сорбитола и органофосфаты. Некоторые имеющиеся в числе прочих на рынке зародыши кристаллизации и осветляющие вещества Посмотреть примеры имеющихся на рынке видов зародышей кристаллизации и осветляющих веществ можно в нашей Базе данных добавок и модифицирующих веществ.
|