如圖2所示,在沒有添加劑的情況下,單螺桿擠出機在指定條件下進行低密度聚乙烯擠出時的最大能源消耗量為60%。然而,只需添加0.4%的GENIOPLAST Pellet S便能將扭矩降至約50 %。一種引人關(guān)注卻在意料之中的現(xiàn)象是顆粒狀樹脂比50%含量的母料具有了更好的效果。 這一結(jié)果并不出乎人們的意料,因為相比母料,GENIOPLAST ?Pellet S具有更高的有機硅含量,同時,引人關(guān)注是因為以二氧化硅基為載體的顆粒狀樹脂不會產(chǎn)生任何負面影響。 同樣的,GENIOPLAST Pellet S用于CaCO3填充聚丙烯時具有非常有效的潤滑效果,這顯然是因為不用添加劑加工有填料的樹脂時的動力消耗要遠遠高于加工沒有填料的樹脂(見圖 3)。同時,在ATH(氫氧化鋁)的高裝填量體系的聚乙烯擠出中,GENIOPLAST ?Pellet S則顯示出了一定的功效,但并不顯著。 圖3:以CaCO3為填料體系的聚丙稀擠出和以ATH為填料體系的低密度聚乙烯擠出的扭矩降低示圖 熔體粘度 對于高裝填量和極高分子量的聚烯烴材料而言,低熔體粘度可以提高擠出能力,以避免過高的壓力積累而產(chǎn)生在擠出時發(fā)生熔體破裂等副作用。 如圖4中所示,無論是經(jīng)填充的聚丙稀還是阻燃劑EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)抑或是含ATH的聚乙烯,只需加入0.2%的GENIOPLAST ?Pellet S便能使熔體流動速率提高20%以上。特別是聚丙烯,添加劑含量越高(例如1%)則相對有更低的熔體粘度。這對縮短注塑成型的加工周期起著至關(guān)重要的作用。 圖4:顆粒狀有機硅添加劑對于經(jīng)裝填的丙稀、乙烯-乙酸乙烯共聚物和聚乙烯熔體粘度的影響 沖擊性能 為了評估GENIOPLAST Pellet S對于聚烯烴機械性能所產(chǎn)生的影響,我們分別對經(jīng)CaCO3填充的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯(每組填料量各為40%),在沒有添加劑、1%添加劑和5%添加劑情況下,分別測量Charpy缺口沖擊強度,如圖5中所示,所有的混合物沖擊強度都隨著顆粒狀有機硅含量的提高而提高,然而,對于較高結(jié)晶度的高密度聚乙烯和聚丙烯而言,需要超過1%的添加劑才能達到性能上的顯著改善。 圖5:經(jīng)40%的CaCO3充填的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯的Charpy切口沖擊強度 抗張強度 對于加工助劑而言,其主要必備條件之一就是不能對熱塑性聚合物的機械性能產(chǎn)生負面影響。如果能對性能起到改善作用則更為理想。GENIOPLAST ? Pellet S能提高有填充物的聚烯烴的抗張強度。圖6中的添加劑對抗張伸展率的影響示圖,就證明了這個結(jié)論。在所測試的一系列樣品中,效果最明顯的是經(jīng)填充的高密度聚乙烯。含二氧化硅的有機硅樹脂使得填料能夠較好的進行分散,從而填料與聚合物樹脂之間能較好地相互作用。 圖6:不同填料的熱塑性塑料的斷裂伸長率 表面性能 通過Taber耐磨損測試來確定GENIOPLAST Pellet S對于各種填料的聚烯烴表面性能的影響。云母與碳酸鈣的填充量為40%,低密度聚乙烯中ATH的裝填量為60%。 從圖7中可以得出結(jié)論,除了CaCO3填充的聚丙烯,需要使用大于1%的有機硅添加劑,無論對于聚丙烯、低密度聚乙烯還是高密度聚乙烯,0.2%的添加劑便足以顯著地降低測試中表面的重量損失。 圖7:不同填料的聚烯烴在Taber耐磨損測試中的失重降低示圖 結(jié)論 由于有機硅和硅氧烷材料所具有的獨特性能,使得它們具有廣泛的商業(yè)用途。其中,正處于快速發(fā)展中的塑料工業(yè)對它們有著巨大需求。瓦克有機硅公司的最新添加劑GENIOPLAST ?PELLET S,能夠極大地改善熱塑性聚合物的加工性和流動性。同時,文章中的實驗結(jié)果證明了這些性能的改善不會對其他的材料特性產(chǎn)生任何影響;相反還能改善沖擊強度和抗張強度等機械性能。此外,使用遠低于1%用量的添加劑,便能極大地如改善光滑性及光澤性等的表面性能。 GENIOPLAST Pellet S最大的優(yōu)勢在于它所具有的廣泛使用性。相比目前的有機硅母料,只需一種產(chǎn)品便能滿足幾乎所有范圍的熱塑性塑料的加工需求;由于更高的有機硅含量,所以使用量更少。
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