یک هسته ساز چه طور عمل می کند تاثیر آن بر مقاومت به ضربه و سفتی و سایر خواص مکانیکی یک پلیمر چیست؟
یک هسته ساز به عنوان یک جزء نامحلول در پایه پلیمری عمل می کند و سرعت کریستالیزاسیون را افزایش دهد.
مکانیسم عمل یک افزودنی هسته ساز به این صورت است که: اصولا پلیمرهای مذاب نیمه بلوری بدون حضور هسته ساز نیز در طول فرآیند خنک شدن تشکیل ساختار بلوری شکل را می دهند که اسفرولیت نامیده می شود.
این اسفرولیت ها در زمان کریستالیزاسیون یعنی در زمان سرد شدن مذاب پلیمری شروع میکنند به رشد کردن تا به اندازه ای برسند که رشد شان متوقف نشود.
در حقیقت خواص پلیمر ها نظیر خواص نوری و فیزیکی بستگی به سایز و جهت گیری این اسفرولیت ها در ماتریکس پلیمری دارد. در پلی پروپیلنی که افزودنی هسته ساز اضافه می گردد کریستالیزاسیون در فرآیند سرد شدن و با سرعت پایین تر اتفاق می افتد.
تاثیری که یک هسته ساز بر فرآیند هسته سازی دارد این است که زمان سرد شدن پلیمر را هم کاهش میدهند به گونه ای که اندازه اسفرولیت ها آنقدر کوچک می شوند که نور مرئی می تواند از این بلورها عبور کند.
شکل 1 نشان میدهد فرآیند هسته گزاری در مقایسه با رزینی که هسته گزاری نشده است
شکل1: سرعت فرآیند کریستال شدن در ماتریکس هسته گزاری شده در ماتریکس هسته گزارش نشده.
آیا هسته ساز روی همه مواد تاثیر گذار است ؟
خیر این افزودنی و یا مستربچ شفاف ساز بر روی موادی تاثیر می گذارد که خاصیت نیمه بلوری دارند پلی پروپیلن جزء مواد نیمه بلوری است که سرعت کریستالیزاسیون پایینی هم دارد. بنابراین هسته گزار بر میزان و دانسیته اسفرولیت ها تاثیر می گذارد و باعث ایجاد ظاهری شفاف در این پلیمر می نماید.
آیا این افزودنی روی خواص دیگر نیز تاثیر می گذارد؟
استفاده از افزودنی شفاف ساز شرینکیج یا جمع شدگی در قالب پس از سرد شدن مذاب را کم می کند, مقاومت به ضرب و سفتی (stiffness) را افزایش می دهد. مقاومت شیمیایی و سدکنندگی در برابر گاز یا gas barrier استحکام کششی و سختی را افزایش می دهد.
این افزودنی برای چه موادی استفاده می گردد؟
برای پلی پروپیلن, فیلمهای پلی اتیلن سبک و سنگین.
برای مثال برای شفافیت LLDPE ,HDPE به آن LDPE مخلوط می کنند. LDPE موجب تخریب می گردد.
امروزه از یک مستربچ شفاف ساز – IP1810 استفاده می شود که به میزان 2% به LLDPE می زنند و ماتی را تا 8-18% کاهش می دهد. اما اگر همین میزان LDPE به LLDPE بزنیم ماتی به میزان محسوسی کاهش نمی یابد. این مستربچ نه تنها ماتی را کاهش می دهد بلکه سایر خاص مکانیک نظیر کاهش انتقال بخار رطوبت و افزایش زمان فرایند پذیری است.
این ماده یک نمک کربوکسیلیک اسید است که نام تجاری آن Hyperform HPN-20Eو بوسیله شرکت شیمیایی Milliken توسعه یافته است.
کسب اطلاعات بیشتر بر روی عکس کلیلک نمایید
