ผลของแป้งทาตัวต่อการหดตัวของพอลิโพรพิลีน

เรซินโพลีโพรพิลีน (พี.พี ) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการตกแต่งภายในและภายนอกรถยนต์เนื่องจากมีค่าต่ำ ค่าใช้จ่ายมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม ทนต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ และทนต่อการเสื่อมสภาพ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอัตราการหดตัวของเรซินโพลีโพรพิลีนโดยทั่วไปอยู่ที่ 1.5%~2.0% อัตราการหดตัวจึงสูงขึ้น ซึ่งทำให้เกิดความท้าทายบางประการต่อความเสถียรของมิติของผลิตภัณฑ์ขึ้นรูป ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิการเสียรูปเนื่องจากความร้อนของโพลีโพรพีลีนสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยใช้แป้งเป็นตัวเติม อัตราการหดตัวของโพลีโพรพีลีนสามารถลดลง และความเสถียรเชิงมิติของผลิตภัณฑ์โพลีโพรพีลีนสามารถปรับปรุงได้ วิธีกระบวนการที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมคือการเติมแป้งโรยตัวจำนวนหนึ่งลงในโพลีโพรพีลีน เพื่อให้ได้วัสดุโพลีโพรพีลีนที่มีการหดตัวค่อนข้างต่ำ

ฉัน.ผลกระทบของส่วนประกอบวัตถุดิบต่ออัตราการหดตัวของโพรพิลีน

โพลิโพรพิลีน (พี.พี ), โพลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง (เอชดีพีอี ) และ EPDM เป็นส่วนประกอบเมทริกซ์ของวัสดุคอมโพสิตตกแต่งภายในและภายนอกรถยนต์ ด้วยโพลีโพรพีลีนเป็นวัสดุหลัก โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงและ EPDM เป็นสารเติมแต่ง อัตราส่วนโดยมวลของทั้งสามจึงแตกต่างกัน และอัตราการหดตัวของวัสดุก็แตกต่างกันเช่นกัน ดังแสดงในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 ผลกระทบของ เอชดีพีอี , EPDM และ แป้ง ต่อการหดตัวของ พี.พี

หมายเหตุ: อัตราส่วนมวลของ เอชดีพีอี ต่อ EPDM คือ 1:1 และแป้งผสมรองพื้นคือ 1250 เมช

ดังที่เห็นได้จากตารางที่ 1 อัตราการหดตัวของ พี.พี บริสุทธิ์คือ 1.786% ในขณะที่อัตราการหดตัวของวัสดุ เอชดีพีอี และ EPDM ที่เพิ่มเข้าไปคือ 1.968% และ 2.129% ตามลำดับ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ยิ่งใช้ เอชดีพีอี และ EPDM มากเท่าใด อัตราการหดตัวของวัสดุก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น  ;อย่างไรก็ตามเมื่อแป้งผงเมื่อเพิ่มเข้าไปในวัสดุ อัตราการหดตัวของวัสดุจะลดลงอย่างมากเหลือประมาณสองในสามของค่า พี.พี บริสุทธิ์ ดังนั้น เอชดีพีอี และ EPDM จึงสามารถปรับปรุงอัตราการหดตัวของวัสดุได้ ปริมาณที่มากขึ้น อัตราการหดตัวของวัสดุก็จะยิ่งสูงขึ้น แป้ง ผงในทางกลับกัน สามารถลดอัตราการหดตัวของวัสดุได้อย่างมาก แน่นอนว่าเมื่อทัลคัม ผง  ;เพิ่มอัตราการหดตัวของวัสดุยังคงได้รับผลกระทบจากปริมาณ เอชดีพีอี และ EPDM ยิ่งปริมาณ เอชดีพีอี และ EPDM มากเท่าใด อัตราการหดตัวของวัสดุก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น แต่แนวโน้มของการปรับปรุงจะช้าลง

Ⅱ.อิทธิพลของปริมาณแป้งต่อการหดตัวของโพรพิลีน

จากการทดลองพบว่าอัตราการหดตัวของวัสดุจะแปรผันตามปริมาณของแป้ง ผง. รูปที่ 1 แสดงอิทธิพลของปริมาณทัลก์ ผง  ;อัตราการหดตัวของวัสดุ ดังจะเห็นได้จากรูปที่ 1 โดยการเพิ่มขึ้นของทัลก์ ผง  ;ปริมาณ อัตราการหดตัวของวัสดุจะค่อยๆ ลดลง

รูปที่ 1 ผลกระทบของแป้งผง ปริมาณการหดตัวของโพรพิลีน

แป้ง  ผง เป็นผลิตภัณฑ์แร่ที่มีโครงสร้างเป็นแผ่นบาง ในฐานะที่เป็นอนุภาคแข็ง อัตราการหดตัวจึงต่ำกว่า พี.พี มาก ดังนั้นการเติมทัลก์ ผง   ;มีบทบาทเป็นโครงกระดูกของวัสดุผสม ทำให้โซ่โพลิเมอร์ เช่น พี.พี , เอชดีพีอี และ EPDM ได้รับการสนับสนุนที่ดีในกระบวนการขึ้นรูป ช่วยลด"เท้าแขน"และ"ห้อย"ปรากฏการณ์ของสายโซ่โพลิเมอร์สเพื่อปรับปรุงความแข็งแกร่งของวัสดุผสมโดยรวม และลดอัตราการหดตัวของวัสดุผสม ปริมาณทัลคัมยิ่งสูง ผง ยิ่งการรองรับของห่วงโซ่โพลิเมอร์ชัดเจนยิ่งขึ้น อัตราการหดตัวของวัสดุคอมโพสิตก็จะยิ่งลดลง

Ⅲ.ผลของทัลก์ผงขนาดอัตราการหดตัวของโพรพิลีน

ตารางที่ 2 แสดงอิทธิพลของทัลก์ ผง  ;ขนาดอนุภาคบนโพรพิลีน ดังจะเห็นได้จากตารางที่ 2 เมื่อปริมาณของทัลก์ ผงเท่ากับ 27.5% แต่ขนาดอนุภาคต่างกัน อัตราการหดตัวของทั้งสองแบบคือ 0.811% และ 0.805% ตามลำดับ นั่นคือ ยิ่งขนาดอนุภาคเล็กลงเท่าใด อัตราการหดตัวของวัสดุก็จะยิ่งน้อยลงด้วยปริมาณแป้งที่เท่ากัน ผง. ทั้งนี้เนื่องจากโครงสร้างที่เป็นเกล็ดของทัลก์ ผง  ;จะส่งผลโดยตรงต่อความหนาแน่นของวัสดุผสม ขนาดเกล็ดของ T-1 ค่อนข้างใหญ่ และปรากฏได้ง่าย"หลุม"เมื่อเติมเรซิน ซึ่งจะทำให้วัสดุหดตัวค่อนข้างมากหลังการฉีดขึ้นรูป

ในขณะเดียวกันเมื่อทัลคัม ผง  ;จะถูกเติมลงในเรซิน ทำหน้าที่เป็นทั้งสารตัวเติมและสารก่อนิวเคลียส. ผู้ที่ใส่ ลดอัตราการหดตัวของวัสดุ สารกำจัดนิวเคลียสจะป้องกันการก่อตัวของทรงกลมขนาดใหญ่ในวัสดุ ซึ่งจะส่งผลต่อการตกผลึกของ พี.พี และลดอัตราการหดตัวของวัสดุ เนื่องจากขนาดอนุภาคของ T-2 (3000 เมช) เล็กกว่าของ T-1 (1250 เมช) จึงมีอนุภาคที่มีมวลเท่ากันและอนุภาคจำนวนมากที่สามารถทำหน้าที่เป็นสารก่อนิวเคลียสได้ ผลของการขัดขวางการก่อตัวของ วัสดุทรงกลมขนาดใหญ่จะดีกว่า ส่งผลให้อัตราการหดตัวของวัสดุโดยรวมค่อนข้างต่ำ

เมื่อเติม T-1 และ T-2 ลงในเรซินพร้อมกัน พบว่าอัตราการหดตัวของวัสดุค่อยๆ ลดลงเมื่อปริมาณ T-1 ลดลงภายใต้สภาวะของแป้งรวมคงที่ ผงแต่เมื่ออัตราส่วนโดยมวลของทั้งสองเป็น 1:2 อัตราการหดตัวของวัสดุจะถึง tเขา  ;มูลค่าขั้นต่ำ 0.556% ต่อจากนั้น ด้วยปริมาณ T-2 ที่เพิ่มขึ้น อัตราการหดตัวของวัสดุ จริงๆ แล้ว  ;เพิ่มขึ้น. เนื่องจากพื้นที่ผิวเฉพาะของอนุภาคหยาบนั้นแตกต่างจากอนุภาคละเอียด พื้นที่ผิวเฉพาะของอนุภาคหยาบมีขนาดเล็กกว่าอนุภาคละเอียด และอัตราการหดตัวของวัสดุจะได้รับผลกระทบจากจำนวนพื้นผิวสัมผัสระหว่าง พี.พี และแป้งฝุ่น ส่วนติดต่อที่ใหญ่ขึ้นระหว่าง พี.พี และ แป้ง  ผงอัตราการหดตัวของวัสดุยิ่งต่ำ

อย่างไรก็ตาม เมื่อมีแป้งฝุ่นที่มีอนุภาคหยาบหรือแป้งละเอียดเพียงอนุภาคเดียว ผง  ;เมื่อเพิ่มเข้าไป ช่องว่างขนาดใหญ่จะสะสมระหว่างอนุภาค ก่อให้เกิดผลที่เรียกว่า เป็นโมฆะ ผล ส่งผลให้ความหนาแน่นของวัสดุลดลง และอัตราการหดตัวของวัสดุโดยรวมระหว่างการขึ้นรูปสูง เมื่อเติมอนุภาคหยาบและละเอียดสองชนิดลงใน พี.พี พร้อมกัน ช่องว่างระหว่างอนุภาคจะถูกเติมด้วยอนุภาคละเอียด ก่อให้เกิดเอฟเฟกต์การเติมทุติยภูมิ เป็นผลให้ความแน่นของวัสดุเพิ่มขึ้นและอัตราการหดตัวโดยรวมของวัสดุต่ำ

ตารางที่ 2 อิทธิพลของแป้ง ผง ขนาดอนุภาคบนโพรพิลีน

หมายเหตุ: อัตราส่วนมวลของ เอชดีพีอี ต่อ EPDM คือ 1:1, T-1 คือ 1250 ตาข่าย แป้ง  ผง, T-2 คือ 3000 เมชทัลก์ ผง.

สรุป: การเติมแป้งสามารถลดอัตราการหดตัวของวัสดุโพลีโพรพีลีนได้ เมื่อเพิ่มปริมาณแป้ง อัตราการหดตัวของวัสดุโพลีโพรพิลีนจะค่อยๆ ลดลง ขนาดอนุภาคของแป้งมีอิทธิพลอย่างมากต่ออัตราการหดตัวของวัสดุ ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน แป้งที่ละเอียดกว่าคือ อัตราการหดตัวของวัสดุจะยิ่งต่ำ หากเพิ่มแป้งสองชนิดที่มีความหนาต่างกัน อัตราการหดตัวของวัสดุจะต่ำที่สุดเมื่ออัตราส่วนโดยมวลของพวกมันคือ 1:2 ภายใต้เงื่อนไขของมวลรวมที่แน่นอน

ที่มา: หลิว เจ้าฝู , หลี่ จิง ผลของแป้งต่อการหดตัวของคอมโพสิตโพลีโพรพีลีน/แป้งฝุ่น [J] วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีพลาสติก, 2557 (08) : 80-82