https://blog.jwell-group.com/polypropylene-shrinkage-difficult-to-control-what-are-the-influencing-factors/

Polypropylene là một trong những loại nhựa thông dụng được sử dụng rộng rãi nhất, với ưu điểm là mật độ thấp, độ cứng tốt, khả năng chống uốn, khả năng chống hóa chất và cách nhiệt tốt. Nhược điểm của nó là hiệu suất va đập ở nhiệt độ thấp kém, dễ lão hóa và co ngót khuôn lớn.

Biến tính có thể cải thiện các đặc tính chịu va đập ở nhiệt độ thấp, co ngót khi đúc và đặc tính lão hóa nhiệt của polypropylen. Co ngót, nếu được kiểm soát tốt, rất quan trọng đối với việc thúc đẩy các chất biến tính polypropylen và cũng là một khía cạnh quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Đặc biệt, co ngót rất quan trọng khi sử dụng polypropylen biến tính để thay thế nhựa kỹ thuật truyền thống.
Sửa đổi polypropylen có công nghệ trưởng thành ở Trung Quốc, nhưng việc phân tích các vấn đề co ngót còn rải rác hơn. Tích hợp mạng lưới nhựa chuỗi thông tin hiện có, đối với vấn đề này để cung cấp một số giải thích, tôi hy vọng có thể cung cấp cho bạn trong ngành để cung cấp ý tưởng.

Nguyên nhân

Độ co ngót cao của polypropylene là nhược điểm lớn của polypropylene, chủ yếu là do độ kết tinh cao của nó. Sau khi kết tinh, trọng lượng riêng của polypropylene tăng lên và thể tích của nó giảm xuống. Trọng lượng riêng lần lượt là 0.851 và 0.936 ở độ kết tinh 0% và 100%, do đó độ co ngót tạo hình của PP nguyên chất thường nằm trong khoảng từ 1.7 đến 2.2.

Yếu tố chính ảnh hưởng đến độ co ngót của polypropylen là độ kết tinh của nguyên liệu thô: độ kết tinh càng nhỏ thì độ co ngót càng nhỏ; ngược lại, độ kết tinh càng cao thì độ co ngót càng lớn.

Innhựa biến tính polypropylene, việc bổ sung nhiều chất biến tính khác nhau đã làm hỏng độ kết tinh ban đầu của polypropylen ở các mức độ khác nhau, do đó làm thay đổi độ co ngót ban đầu của polypropylen khi đúc.

I. Ảnh hưởng của cao su đến độ co ngót của polypropylen

Khi hàm lượng cao su tăng lên, độ co ngót đúc có xu hướng giảm. Điều này chủ yếu là do việc bổ sung cao su phá hủy tinh thể của chính polypropylene, dẫn đến độ co ngót đúc giảm và ba loại elastomer POE, EPDM và SBS có tác dụng khác nhau đối với độ co ngót đúc.

Khi hàm lượng elastomer dưới 5%, tác dụng của từng loại elastomer đối với độ co ngót của PP về cơ bản là như nhau. Chỉ sau khi hàm lượng elastomer vượt quá 5%, mức độ ảnh hưởng của các loại elastomer khác nhau mới phân kỳ, thứ tự ảnh hưởng đến độ co ngót là POE>EPDM>SBS, phù hợp với tác dụng làm dai của elastomer đối với PP.

Độ co ngót giảm tốt hơn khi thêm chất độn vô cơ vào PP trong hỗn hợp với chất đàn hồi.

II. Ảnh hưởng của việc bổ sung khoáng chất đến độ co ngót của chất biến tính polypropylen trong quá trình đúc

Các chất phụ gia khoáng chính cho polypropylene là canxi cacbonat, talc, bột mica, v.v. Có ba lý do chính giải thích cho ảnh hưởng của các chất phụ gia khoáng đến độ co ngót của chất biến tính polypropylene dùng để đúc.

Thứ nhất, bản thân phụ gia khoáng không co lại, và việc bổ sung nó làm giảm độ co ngót của chất biến tính polypropylene so với tỷ lệ tổng thể; thứ hai, việc bổ sung phụ gia khoáng chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến độ kết tinh của polypropylene, ảnh hưởng đến độ co ngót; thứ ba, việc bổ sung tác nhân khoáng siêu mịn đóng vai trò là tác nhân tạo hạt, làm thay đổi trạng thái cấu trúc của polypropylene và ngăn ngừa sự hình thành các tinh thể hình cầu lớn, điều này cũng ảnh hưởng đến độ co ngót của quá trình hình thành polypropylene.

1) Hình dạng của chất độn
Hình dạng của chất độn vô cơ có tác động khác nhau đến tốc độ co ngót, kích thước cụ thể của tác động theo thứ tự từ dạng vảy > dạng kim > dạng hạt > dạng cầu.

2) Kích thước hạt của chất độn
Các kích thước hạt khác nhau của cùng một chất độn có tác động khác nhau đến tỷ lệ co ngót, kích thước hạt càng nhỏ thì tỷ lệ co ngót càng giảm. Lấy PP chứa talc (20% talc + 8% POE) làm ví dụ, tác động của các kích thước hạt talc khác nhau đến tỷ lệ co ngót như sau.

3) Xử lý bề mặt chất độn
Hiệu ứng co ngót thay đổi tùy thuộc vào việc chất độn có được xử lý bề mặt khi được ép nhiều lớp bằng nhựa hay không. Chất độn được xử lý bề mặt có hiệu ứng co ngót lớn hơn.

4) Lượng chất độn
Lượng chất độn giống nhau được thêm vào có tác động khác nhau đến tốc độ co ngót, lượng thêm vào càng cao thì tốc độ co ngót giảm càng nhiều.

III. Ảnh hưởng của sợi đến độ co ngót của chất biến tính polypropylene trong quá trình đúc
Các sợi được đề cập ở đây bao gồm tất cả các loại sợi vô cơ và hữu cơ. Ví dụ, trong trường hợp gia cố sợi thủy tinh ngắn, việc bổ sung các sợi thủy tinh có hàm lượng khác nhau vào nhựa PP có thể làm giảm đáng kể độ co ngót khi đúc.

Polyme gia cường sợi thủy tinh dài có ưu điểm là độ co ngót thấp hơn so với sợi thủy tinh ngắn và độ co ngót đồng đều theo cả chiều dọc và chiều ngang. Polyme gia cường dạng sợi có tỷ lệ co ngót thấp hơn so với polyme gia cường sợi thủy tinh.

Sợi thủy tinh có tác động lớn nhất đến độ co ngót đúc của chất biến tính polypropylene. Khi hàm lượng sợi thủy tinh đạt 30% trở lên, độ co ngót đúc của chất biến tính polypropylene giảm từ 1.8 xuống 0.5 và sợi thủy tinh xử lý bề mặt có tác động lớn hơn đến độ co ngót đúc so với sợi thủy tinh chưa xử lý.

Việc bổ sung sợi thủy tinh trước tiên sẽ phá hủy độ tinh thể của polypropylene và ảnh hưởng đến độ co ngót, và quan trọng hơn là sợi thủy tinh hạn chế độ co ngót tinh thể của polypropylene.

IV. Ảnh hưởng của việc kết hợp polyethylene đến độ co ngót của khuôn polypropylene
Việc bổ sung polyethylene cũng ảnh hưởng đến độ co ngót đúc của chất điều chỉnh polypropylene. Mặc dù polyethylene cũng là một loại nhựa có độ kết tinh cao với độ co ngót đúc lớn, việc bổ sung polyethylene vào polypropylene làm gián đoạn độ kết tinh của nhau ở các mức độ khác nhau, dẫn đến giảm độ co ngót đúc tổng thể.

Có thể pha trộn với các loại nhựa khác hoặc sử dụng phương pháp liên kết chéo hóa học và ghép nối.

V. Ảnh hưởng của sự thay đổi MFI của polypropylene đến độ co ngót của khuôn
Độ co ngót khi đúc của polypropylene bị ảnh hưởng bởi độ kết tinh của nó, độ kết tinh này lại bị ảnh hưởng bởi kích thước của trọng lượng phân tử của chính nó. Khi MFI tăng, trọng lượng phân tử giảm, độ kết tinh tăng và độ co ngót khi đúc tăng.

So sánh tác động của chất điều chỉnh đến độ co ngót trong khuôn đúc polypropylene

Hiệu ứng của các chất biến tính khác nhau đến độ co ngót của chất biến tính polypropylene được thể hiện trong bảng, cho thấy hiệu ứng của các chất biến tính khác nhau đến độ co ngót của chất biến tính polypropylene là khác nhau, trong đó sợi thủy tinh có hiệu ứng lớn nhất, theo thứ tự sau: sợi thủy tinh > khoáng chất > chất đàn hồi > polyethylene.

Khi sử dụng nhiều chất biến tính, hiệu ứng co ngót của polypropylene không giống nhau, chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố. Ví dụ, mức độ phân tán của chất biến tính trong polypropylene, kích thước hạt của bản thân chất biến tính khoáng, xử lý bề mặt của các chất độn khoáng khác nhau, v.v., tất cả đều có tác động đến độ co ngót của khuôn.

Ngoài ra, quá trình đúc của máy ép phun có tác động đáng kể đến tốc độ co ngót trong quá trình đúc. Ví dụ, những thay đổi về nhiệt độ phun và áp suất phun có tác động đến tốc độ co ngót.