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El polipropileno es uno de los plásticos de uso general más utilizados, con las ventajas de una baja densidad, buena rigidez, resistencia a la flexión, resistencia química y buen aislamiento. Sus desventajas son un rendimiento deficiente frente a impactos a baja temperatura, un envejecimiento fácil y una gran contracción durante el moldeo.

La modificación puede mejorar las propiedades de impacto a baja temperatura, la contracción por moldeo y las propiedades de envejecimiento térmico del polipropileno. La contracción, si se controla bien, es importante para la promoción de los modificadores de polipropileno y también es un aspecto importante para garantizar la calidad del producto. En particular, la contracción es muy importante cuando se utiliza polipropileno modificado para reemplazar los plásticos de ingeniería tradicionales.
La modificación del polipropileno tiene una tecnología madura en China, pero el análisis de los problemas de contracción está más disperso. La integración de la red de plásticos en cadena de la información existente, para este tema para proporcionar alguna explicación, espero que le den ideas a la industria.

Causas

La alta contracción del polipropileno es una desventaja importante del propio polipropileno, debido principalmente a su alta cristalinidad. Después de la cristalización, la gravedad específica del polipropileno aumenta y su volumen disminuye. La gravedad específica es de 0.851 y 0.936 al 0% y 100% de cristalinidad respectivamente, por lo que la contracción de formación del PP puro está generalmente entre 1.7 y 2.2.

El principal control de la contracción del polipropileno es la cristalinidad de la materia prima: cuanto menor sea la cristalinidad, menor será la contracción; por el contrario, cuanto mayor sea la cristalinidad, mayor será la contracción.

Inplásticos modificados con polipropilenoLa adición de diversos modificadores ha dañado, en diversos grados, la cristalinidad original del polipropileno, alterando así la contracción original del polipropileno para el moldeo.

I. Efecto del caucho sobre la contracción del polipropileno

A medida que aumenta el contenido de caucho, la contracción de moldeo tiende a disminuir. Esto se debe principalmente a que la adición de caucho destruye la cristalinidad del propio polipropileno, lo que conduce a una disminución de la contracción de moldeo, y los tres elastómeros POE, EPDM y SBS tienen un efecto diferente en la contracción de moldeo.

Cuando el contenido de elastómero es inferior al 5%, el efecto de cada tipo de elastómero sobre la contracción del PP es básicamente el mismo. Solo cuando el contenido de elastómero supera el 5%, el grado de influencia de las diferentes variedades de elastómero diverge y el orden de influencia sobre la contracción es POE>EPDM>SBS, lo que es coherente con el efecto de endurecimiento de los elastómeros sobre el PP.

La reducción de la contracción es mejor cuando se añaden cargas inorgánicas al PP en una mezcla con elastómeros.

II. Efecto del relleno mineral sobre la contracción de modificadores de polipropileno en el moldeo

Los principales aditivos minerales para el polipropileno son el carbonato de calcio, el talco, el polvo de mica, etc. Hay tres razones principales para la influencia de los aditivos minerales en la contracción de los modificadores de polipropileno para moldeo.

En primer lugar, el aditivo mineral en sí no se encoge, y su adición reduce la contracción del modificador de polipropileno de la relación general; en segundo lugar, la adición del aditivo mineral afecta inevitablemente la cristalinidad del polipropileno, lo que afecta la contracción; en tercer lugar, la adición del agente mineral microfino juega el papel de un agente nucleante, que cambia el estado estructural del polipropileno y evita la formación de grandes cristales esféricos, lo que también afecta la contracción del polipropileno que se forma.

1) La forma del relleno
La forma del relleno inorgánico tiene un efecto diferente en la tasa de contracción, el tamaño específico del efecto está en el orden de copos > agujas > gránulos > esferas.

2) Tamaño de partícula del relleno
Diferentes tamaños de partículas del mismo relleno tienen diferentes efectos en la tasa de contracción; cuanto menor sea el tamaño de partícula, mayor será la reducción en la tasa de contracción. Si tomamos como ejemplo el PP con relleno de talco (20 % de talco + 8 % de POE), el efecto de diferentes tamaños de partículas de talco en la contracción es el siguiente.

3) Tratamiento superficial de los rellenos
El efecto sobre la contracción varía según si el mismo relleno se trata superficialmente al laminarlo con resina. El relleno con tratamiento superficial tiene un mayor efecto sobre la contracción.

4) Cantidad de relleno
La cantidad del mismo relleno agregado tiene un efecto diferente en la tasa de contracción: cuanto mayor sea la cantidad agregada, mayor será la disminución en la tasa de contracción.

III. Efecto de las fibras en la contracción de los modificadores de polipropileno en el moldeo
Las fibras a las que se hace referencia aquí incluyen todo tipo de fibras inorgánicas y orgánicas. En el caso de refuerzos de fibra de vidrio corta, por ejemplo, la adición de fibras de vidrio de contenido variable a la resina de PP puede reducir sustancialmente su contracción de moldeo.

Los polímeros reforzados con fibra de vidrio larga tienen la ventaja de una contracción menor en comparación con las fibras de vidrio cortas y una contracción constante tanto en dirección longitudinal como transversal. Los polímeros reforzados con filamentos fibrosos tienen una tasa de contracción menor que los polímeros reforzados con fibra de vidrio.

Las fibras de vidrio tienen el mayor efecto sobre la contracción de moldeo de los modificadores de polipropileno. Cuando el contenido de fibra de vidrio alcanza el 30 % o más, la contracción de moldeo del modificador de polipropileno disminuye de 1.8 a 0.5 y la fibra de vidrio con tratamiento superficial tiene un mayor efecto sobre la contracción de moldeo que la fibra de vidrio sin tratar.

La adición de fibra de vidrio, en primer lugar, destruye la cristalinidad del polipropileno y afecta la contracción, y lo que es más importante, la fibra de vidrio limita la contracción cristalina del polipropileno.

IV. Efecto de la incorporación de polietileno sobre la contracción del moldeado de polipropileno.
La adición de polietileno también afecta la contracción de moldeo del modificador de polipropileno. Aunque el polietileno también es un plástico altamente cristalino con una gran contracción de moldeo, la adición de polietileno al polipropileno altera la cristalinidad respectiva de cada uno en diversos grados, lo que da como resultado una reducción de la contracción de moldeo general.

Se pueden utilizar mezclas con otras resinas o modificaciones mediante reticulación química e injerto.

V. Influencia de los cambios en el propio MFI del polipropileno en la contracción de moldeo
La contracción de moldeo del polipropileno está influenciada por su cristalinidad, que a su vez está influenciada por el tamaño de su propio peso molecular. Cuando el MFI aumenta, el peso molecular disminuye, su cristalinidad aumenta y la contracción de moldeo aumenta.

Comparación del efecto de los modificadores sobre la contracción en el moldeo de polipropileno

El efecto de varios modificadores sobre la contracción de los modificadores de polipropileno se muestra en la tabla, que muestra que el efecto de varios modificadores sobre la contracción de los modificadores de polipropileno es diferente, siendo la fibra de vidrio la que tiene el mayor efecto, en el siguiente orden: fibra de vidrio > mineral > elastómero > polietileno.

Cuando se utilizan varios modificadores, el efecto de contracción del polipropileno no es el mismo, debido a la influencia de muchos factores. Por ejemplo, el grado de dispersión del modificador en el polipropileno, el tamaño de partícula del propio modificador mineral, el tratamiento de la superficie de varios rellenos minerales, etc., todos tienen un impacto en la contracción del molde.

Además, el proceso de moldeo de la máquina de moldeo por inyección tiene un impacto significativo en la tasa de contracción durante el proceso de moldeo. Por ejemplo, los cambios en la temperatura y la presión de inyección tienen un efecto en la tasa de contracción.