Efecto del talco en la contracción del polipropileno.

La resina de polipropileno (PP) se usa ampliamente en molduras interiores y exteriores de automóviles debido a su baja costo, excelentes propiedades mecánicas integrales, resistencia al impacto a baja temperatura y resistencia al envejecimiento. Sin embargo, debido a que la tasa de contracción de la resina de polipropileno es generalmente del 1,5 % al 2,0 %, la tasa de contracción es mayor, lo que plantea un cierto desafío para la estabilidad dimensional de los productos de moldeo. Los resultados muestran que la temperatura de deformación térmica del polipropileno se puede aumentar usando talco como relleno, se puede reducir la tasa de contracción del polipropileno y se puede mejorar la estabilidad dimensional de los productos de polipropileno. El método de proceso comúnmente usado en la industria es agregar una cierta cantidad de talco al polipropileno, para obtener un material de polipropileno de contracción relativamente baja.

I.el efecto de los componentes de la materia prima en la tasa de contracción del polipropileno

El polipropileno (PP), el polietileno de alta densidad (HDPE) y el EPDM son los componentes de la matriz de los materiales compuestos para molduras interiores y exteriores de automóviles. Con polipropileno como material principal, polietileno de alta densidad y EPDM como aditivos, la proporción de masa de los tres es diferente y la tasa de contracción del material también es diferente, como se muestra en la Tabla 1.

Tabla 1 Efectos de HDPE, EPDM y Talco en la contracción del PP

Nota: La relación de masa de HDPE a EPDM es de 1:1 y el talco es de malla 1250.

Como puede verse en la Tabla 1, la tasa de contracción del PP puro es 1,786 %, mientras que la tasa de contracción de los materiales HDPE y EPDM añadidos es 1,968 % y 2,129 %, respectivamente. En otras palabras, cuanto más se utilicen HDPE y EPDM, mayor será la tasa de contracción de los materiales. Sin embargo, una vez que Talcpolvose agrega al material, la tasa de contracción del material se reduce considerablemente a aproximadamente dos tercios del valor del PP puro. Por lo tanto, HDPE y EPDM pueden mejorar la tasa de contracción de los materiales. Cuanto mayor sea la dosis, mayor será la tasa de contracción de los materiales. Talco polvo, por otro lado, puede reducir en gran medida la tasa de contracción de los materiales. Por supuesto, cuando Talc polvo se agrega, la tasa de contracción del material aún se ve afectada por la cantidad de HDPE y EPDM. Cuanto mayor sea la cantidad de HDPE y EPDM, mayor será la tasa de contracción del material, pero la tendencia de mejora se vuelve más lenta.

Ⅱ.Influencia de la dosificación de talco en la contracción del polipropileno

Se encuentra en el experimento que la tasa de contracción de los materiales varía con la cantidad de talco polvo. La Figura 1 muestra la influencia de la cantidad de Talco polvo en la tasa de contracción de los materiales. Como se puede ver en la Figura 1, con el aumento de Talco polvo dosificación, la tasa de contracción de los materiales disminuye gradualmente.

Figura 1. Efecto del Talcopolvo dosificación sobre la contracción del polipropileno

Talco  polvo es un producto mineral con una estructura de lámina delgada. Como partícula rígida, su tasa de contracción es mucho menor que la del PP. Por lo tanto, la adición de talco polvo  juega un papel de esqueleto para el material compuesto, haciendo que las cadenas de polímeros como PP, HDPE y EPDM obtengan un buen soporte en el proceso de formación, reduciendo el"viga voladiza"y"colgante"fenómeno de la cadena poliméricas, para mejorar la rigidez del material compuesto en general y reducir la tasa de contracción del material compuesto. Cuanto mayor sea la cantidad de talco polvo , cuanto más evidente sea el efecto de soporte de la cadena de polímero, menor será la tasa de contracción del material compuesto.

Ⅲ.el efecto del talcopolvoTasa de contracción de polipropileno de tamaño

La Tabla 2 muestra la influencia del Talco polvo tamaño de partícula en polipropileno. Como puede verse en la Tabla 2, cuando la dosis de Talco polvoes 27.5% pero el tamaño de partícula es diferente, las tasas de contracción de ambos son 0.811% y 0.805%, respectivamente. Es decir, cuanto menor sea el tamaño de partícula, menor será la tasa de contracción del material con la misma cantidad de Talco polvo. Esto se debe a que la estructura de escamas de Talc polvo afectará directamente la densidad de los materiales compuestos. El tamaño de las escamas de T-1 es relativamente grande y es fácil de ver"agujeros"al llenar la resina, lo que conducirá a una contracción relativamente grande del material después del moldeo por inyección.

Al mismo tiempo, cuando Talc polvo se introduce en la resina, actúa como agente de relleno y de nucleación. Relleno reduce la tasa de contracción del material. El agente de nucleación evitará la formación de esferas grandes en el material, lo que afectará la cristalización del PP y luego reducirá la tasa de contracción del material. Debido a que el tamaño de partícula de T-2 (malla 3000) es más pequeño que el de T-1 (malla 1250), hay más partículas de la misma masa y más partículas que pueden actuar como agentes nucleantes, el efecto de dificultar la formación de grandes esférulas del material es relativamente mejor, lo que da como resultado una tasa de contracción relativamente baja del material en general.

Cuando se agregaron T-1 y T-2 a la resina al mismo tiempo, se encontró que la tasa de contracción del material disminuyó gradualmente con la reducción de la cantidad de T-1 bajo la condición de un talco total constante. polvo, pero cuando la relación de masa de los dos fue de 1:2, la tasa de contracción del material alcanzó tél valor mínimo de 0,556%. Posteriormente, con el aumento de la cantidad de T-2, la tasa de contracción del material de hecho aumentó. Esto se debe a que el área superficial específica de las partículas gruesas es diferente a la de las partículas finas. El área superficial específica de las partículas gruesas es más pequeña que la de las partículas finas, y la tasa de contracción de los materiales se verá afectada por la cantidad de superficies de contacto entre el PP y el talco. Cuanto mayor sea la interfaz de contacto entre PP y talco polvo, menor será la tasa de contracción de los materiales.

Sin embargo, cuando una sola partícula gruesa o una partícula fina de talco polvo se agrega, se acumulará un gran espacio entre las partículas, formando el llamado efecto vacío, lo que resultará en una disminución en la densidad del material y una gran tasa de contracción del material en general durante el moldeo; Cuando los dos tipos de partículas gruesas y finas se agregan al PP al mismo tiempo, los espacios entre las partículas se llenan con partículas finas, formando el llamado efecto de relleno secundario. Como resultado, la compacidad del material aumenta y la tasa de contracción global del material es baja.

Tabla 2 Influencia del Talco polvo tamaño de partícula en polipropileno

Nota: La relación de masa de HDPE a EPDM es 1: 1, T-1 es 1250 mesh Talc polvo, T-2 es talco de malla 3000 polvo.

Conclusión: La adición de talco puede reducir la tasa de contracción de formación de los materiales de polipropileno. Con el aumento de la dosis de talco, la tasa de contracción de formación de los materiales de polipropileno disminuye gradualmente. El tamaño de partícula del talco también tiene una gran influencia en la tasa de contracción de los materiales. En las mismas condiciones, cuanto más fino es el talco, menor es la tasa de contracción de los materiales. Si se agregan dos tipos de talco con diferentes espesores, la tasa de contracción del material es la más baja cuando la relación de masa de ellos es 1:2 bajo la condición de una cierta masa total.

Fuente: LIU Chaofu, Li Jing. Efecto del talco en la contracción del compuesto de polipropileno/talco [J]. Ciencia y Tecnología de los Plásticos, 2014 (08) : 80-82