¿Cuáles son las características de los elastómeros de poliolefina de metaloceno?
Los elastómeros de poliolefina de metaloceno (POE) fueron desarrollados por The Dow Chemical Company en 1994 mediante el uso de tecnología de catalizadores de geometría finita (CGCT) (también conocida como tecnología in situ). introdujo polímero de etileno/octeno * * *. Como elastómero, la fracción de masa de monómero de octeno en POE suele ser superior a 20. Este producto es actualmente producido y operado por DuPont-Dow Elastomers, con una capacidad de producción de 654.388 millones de toneladas. El POE se produce mediante polimerización en solución. La temperatura de polimerización es de 80-150 °C y la presión de polimerización es de 1,0-4,9 MPa. La zona de cristalización (fase de resina) del polietileno sirve como punto de reticulación física. del octeno debilita la zona de cristalización del polietileno, formando una región amorfa (fase de caucho) con elasticidad de caucho. En comparación con los polímeros preparados mediante métodos de polimerización tradicionales, por un lado, tiene una distribución de peso molecular relativa estrecha y una distribución de cadena de ramificación corta, por lo que tiene excelentes propiedades físicas y mecánicas como alta elasticidad, alta resistencia, alto alargamiento y buena temperatura a baja temperatura. actuación. Debido a que su cadena molecular está saturada y contiene relativamente pocos carbonos terciarios, tiene una excelente resistencia al envejecimiento por calor y a los rayos ultravioleta. La estrecha distribución relativa del peso molecular hace que el material sea difícil de doblar durante el procesamiento de inyección y extrusión. Por otro lado, la tecnología CGCT también puede introducir de forma controlable ramas de cadena larga en la estructura ramificada lineal de cadena corta del polímero, mejorando así las propiedades reológicas de procesamiento del polímero y aumentando la transparencia del material. Mediante un diseño y control precisos de la estructura molecular del polímero, se puede sintetizar una variedad de materiales POE con diferentes densidades, viscosidades Mooney, índices de flujo de fusión, resistencias a la tracción y durezas.
(2) Aplicación
① Modificador de impacto de PP: POE, como modificador de impacto para PP, tiene ventajas obvias en comparación con el EPDM tradicional. En primer lugar, el POE granular es fácil de mezclar con el PP granular, lo que elimina el complejo proceso de granulación o premezcla del caucho en bloque de etileno-propileno. En segundo lugar, el POE y el PP tienen mejores efectos de mezcla y dispersión, y el estado de fase del polímero es mejor que el del PP granular. el de EPDM es más sutil, mejorando así la resistencia al impacto; finalmente, el uso de caucho general como modificador de impacto del PP puede mejorar la resistencia al impacto del producto y reducir el límite elástico del producto, mientras que se usa elastómero POE para endurecerlo manteniendo un alto nivel; Resistencia al rendimiento y buen flujo de procesamiento. ② Material elastómero termoplástico: debido a que el POE tiene alta resistencia y alargamiento, y buena resistencia al envejecimiento, se puede utilizar en algunos productos que no tienen altos requisitos de resistencia al calor ni requisitos estrictos de deformación permanente.
Los productos se procesan directamente con POE, lo que mejora enormemente la eficiencia de producción y los materiales se pueden reutilizar. Para reducir el costo de las materias primas y mejorar ciertas propiedades del material (como la resistencia al desgarro y la dureza), también se puede agregar a la resina POE una cierta cantidad de agentes de refuerzo y coadyuvantes de procesamiento. ③Funda de alambre y cable: el material POE no reticulado tiene una resistencia a bajas temperaturas (no superior a 80 °C) y una gran deformación permanente, lo que dificulta cumplir con los requisitos de las aplicaciones de ingeniería bajo tensión. El POE puede reticularse mediante peróxido, radiación o silicio. En comparación con el EPDM, no hay dieno durante la reticulación, lo que mejora la estabilidad térmica, la resistencia al envejecimiento por calor, la resistencia a la intemperie y la suavidad del polímero. Durante la preparación se añade una cierta cantidad de agentes de refuerzo y coadyuvantes de procesamiento para mejorar el rendimiento general. A medida que aumenta el contenido de agente reticulante, disminuye la deformación permanente del material; pero a medida que se forma la estructura de red, disminuyen las propiedades mecánicas. Cuando se añaden 40 partes de negro de humo N330 al POE reticulado, la resistencia al desgarro y a la tracción del material aumentan exponencialmente, mientras que el alargamiento y la deformación permanente disminuyen. La resistencia al calor y al envejecimiento del POE son significativamente mejores que las del EPDM, y su resistencia a la deformación permanente por compresión es mejor. El módulo y la dureza de 100 son más altos que el caucho EPDM, la resistencia a los solventes es ligeramente mejor o cercana al caucho EPDM y el equilibrio entre fluidez y propiedades mecánicas es mejor que el caucho EPDM.
(3) Estructura del POE
Tiene un alto contenido de octeno (superior a 20), baja densidad, distribución estrecha de peso molecular relativo y cierto grado de cristalinidad. En su estructura, el PE cristalino existe en las cadenas laterales de monómeros amorfos, los enlaces de PE cristalino sirven como puntos de reticulación física para soportar la carga, y las cadenas largas amorfas de etileno y octeno proporcionan elasticidad.
Esta estructura morfológica especial le otorga al POE propiedades especiales y una amplia gama de aplicaciones. Puede usarse como modificador de impacto para caucho, termoplásticos y plásticos. Como nuevo tipo de modificador de impacto de plástico, el POE se ha utilizado bien en la modificación de endurecimiento de varios plásticos. No solo puede endurecer plásticos de poliolefina compatibles, sino también otros plásticos de ingeniería, como nailon y poliéster, que son incompatibles con ellos. En comparación con endurecedores como EPDM, EPR, SBS y EVA, POE tiene las siguientes características: ① En un estado de partículas de flujo libre, es más fácil de manejar que EPDM y EPR, y es más rápido y conveniente mezclar con otros. polímeros. ②Excelente equilibrio entre rendimiento de procesamiento y propiedades mecánicas. En términos generales, los elastómeros tienen baja viscosidad Mooney, buena procesabilidad y malas propiedades mecánicas. La viscosidad Mooney de los elastómeros comúnmente utilizados suele estar entre 20 y 90, mientras que la viscosidad Mooney del POE está entre 5 y 35, pero las propiedades mecánicas son comparables a las de materiales con alta viscosidad Mooney. ③ El POE reticulado se puede formar mediante reticulación con peróxido, silicio y radiación. Las propiedades de envejecimiento térmico y de envejecimiento por rayos UV del POE reticulado son mejores que las de EPDM y EPR. ? La deformación permanente del prensado en caliente es menor que la del EPDM. ? La densidad del POE no reticulado es 10-20 menor que la del EVA y el SBS, y sus propiedades ópticas, estabilidad térmica y resistencia al secado son mejores que las del EVA. El equilibrio entre dureza y tenacidad producido en las poliolefinas termoplásticas es mejor que el del EP-DM. ⑦La estabilidad a los rayos ultravioleta es mejor que la de EPDM y EPR. En la actualidad, existen más de 10 marcas de POE producidas por DuPont-Dow Elastomers en los Estados Unidos, entre las cuales EG8100, EG8150, EG8180, EG8200, EG8452, EG8842, etc., se pueden utilizar como modificadores de impacto para plásticos.
(Funcionalización de Poe
La funcionalización de POE implica principalmente injertar monómeros polares en POE para generar polímeros de injerto de POE, lo que hace que el POE no polar sea extremadamente El monómero utilizado para el injerto es ácido carboxílico insaturado y sus derivados o compuestos epoxi insaturados, como anhídrido maleico (MAH), ácido acrílico, ácido metacrílico, metacrilato de glicidilo, etc., que pueden usarse. Mejorar la compatibilidad con polímeros polares. La mezcla MAH** es mayor que la de PA6 pura y, a medida que aumenta la velocidad de injerto de MAH, aumenta la viscosidad aparente de la mezcla **. Cuando la relación de composición es 80:20, el estado de fase submicroscópica de la mezcla es dos. Estructura continua de fase, el POE está uniformemente disperso, la interfaz de dos fases está borrosa y la resistencia al impacto de la mezcla es 12 veces menor que la del PA6 puro. Esto se debe a que el anhídrido maleico del POE reacciona con el PA6. proceso de fusión de la mezcla, mejorando la compatibilidad de las dos fases en la mezcla y aumentando la adhesión interfacial de una pequeña cantidad de compatibilizador epoxi. La adición mejora aún más la resistencia al impacto de PA6/POE-g-MAH, haciendo que la mezcla se vuelva quebradiza. -Transición dúctil con menor contenido de POE-g-MAH. POE-g-MAH también es una aleación de PA/PO que se puede mejorar significativamente como compatibilizador y agente endurecedor para aleaciones de PA/PPO.
La compatibilidad de PA66 y PP aumenta con el aumento del contenido de POE-g-MAH, las partículas de fase dispersa disminuyen, la estructura de la interfaz de dos fases cambia a una estructura homogénea y la resistencia al impacto de la mezcla * * *. aumenta cuando el contenido de POE-g-MAH es 9, la resistencia al impacto entallada puede alcanzar el máximo. Mezcla de PPO/PA6/elastómero multifásico * * * A medida que aumenta el contenido de POE-g-MAH, la resistencia al impacto entallada del sistema. aumenta.
POE-g-MAH se prepara principalmente mediante unión por fusión. La reacción de injerto entre POE y MAH va acompañada de una reacción secundaria de reticulación, que afecta la velocidad de injerto de MAH. , controlar razonablemente la temperatura de reacción, el tiempo de reacción y la proporción de monómero a iniciador puede controlar eficazmente la reacción del gel y obtener una alta tasa de injerto * * * En el proceso de preparación de POE-g-MAH por fusión. injerto, la velocidad de injerto y el contenido de gel varían con la cantidad de iniciador y con el aumento del tiempo de reacción y la temperatura de reacción, el injerto primero aumenta y luego disminuye con el aumento de la dosis de MAH.
Agregar fosfito, agente reticulante, ayuda a inhibir las reacciones secundarias y a reducir el contenido de gel del producto. ¿Estás en línea? 0? Agregue PO semicristalino artificial para preparar el endurecedor de núcleo-cubierta de POE/PO semicristalino injertado con MAH. Este método no solo puede mejorar el rendimiento de granulación por extrusión del polímero de injerto POE, sino que también mejora el efecto endurecedor de Poe-g-MAH en PA6, reduce la dosis de POE-g-MAH y reduce los costos.