Spevňovací prostriedok na nitridové gumené materiály: Ako zlepšuje odolnosť polymérov voči nárazom a ich výkon

Vaše polymérové diely praskajú pri náraze. Odpad sa hromadí a zákazníci si sťažujú. Tvrdenie môže tento problém vyriešiť, ak si vyberiete ten správny prísadu.

Spevňovací prostriedok na nitridové gumené zmesi je jedným zo spevňovacích materiálov používaných pri modifikácii polymérov. Vyrobený z akrylonitrilu a butadénu sa primiešava do tvrdých polymérov, aby sa zlepšila odolnosť proti nárazom, flexibilita a trvácnosť. Absorbuje energiu nárazu, čím sa redukuje pravdepodobnosť prasknutia dielu, a zároveň zvyšuje flexibilitu a odolnosť voči olejom.

V mojom poslednom príspevku som sa venovalkde sa pri výrobe používa syntetický kaučukový prášok NBRTu urobím ďalší krok a pozriem sa na zosilnenie. Odpovedám na šesť otázok, jednu po druhej. Posledná odpoveď ovplyvní spôsob, akým vyberám materiály, tak zostaňte so mnou.

Aké problémy dokáže riešiť prímes na zvýšenie húževnatosti gumy pri modifikácii polymérov?

Tuhostné polyméry sa lámu bez varovania. Jedna kvapka alebo jedno chladné ráno môže ukončiť život dielu.

Azmekčujúca prísada na nitrilový kaučukRieši krehké poruchy a nízku odolnosť voči nárazom. Zlepšuje tiež ohybnosť a odolnosť voči olejom, takže súčasti prežijú pády, vibrácie a kontakt s palivami či mazacími prostriedkami.

Krehké súčasti spôsobujú skutočné straty

Krehké porušenie je hlavným problémom, ktorý vidím. Tuhé živice si udržia svoj tvar, ale nedokážu rozložiť napätie. Jedna malá chyba sa postupne zväčší a vytvorí prasklinu. Pridanie gumy poskytuje dielu možnosť absorbovať túto energiu. Nitrilová guma prináša aj druhú výhodu: jej polárne skupiny odolávajú olejom a palivám, takže diel vydrží aj v horúcich či mastných prostrediach. V spoločnosti Yudahang o tejto potrebe počúvame od mnohých zákazníkov, ktorí vyrábajú kryty, profily a tesnenia. Chcú menej prasklín, nie mäkšie dielo.

Ako funguje nitrilová guma ako spevňujúci prostriedok pri modifikácii polymérov?

Mnoho ľudí si myslí, že guma iba robí plast mäkkým. Táto predstava je nesprávna a vedie k nekvalitným receptúram.

Nitrilová guma pôsobí ako malé dispergované častice vo vnútri tuhého polyméru. Tento mechanizmus je základom mnohých pružných spevňujúcich materiálov používaných pri modifikácii technických polymérov. Pri náraze tieto častice koncentrujú napätie a vytvárajú drobné dutiny. Duteriny umožňujú okolitému polyméru tvoriť mikrotrhliny alebo plasticky deformovať, čím sa absorbuje energia a zastavuje šírenie trhlín.

Gumené častice rozptyľujú napätie

Arecenzia štruktúrovaných kaučukových častícVysvetľuje, že pri zaťažení sa mikročastice kaučuku sústreďujú na miesta pôsobenia napätia a vytvárajú kavitačné javy. To spôsobuje vznik trhliniek alebo posunového deformovania v matrici okolo nich. Oba tieto procesy pohlcujú energiu. Diel sa prehne a mierne zbledne namiesto toho, aby praskol. Preto veľkosť a rozostup častíc majú rovnaký význam ako celkové množstvo kaučuku. Časticám hovorím ako malé tlmiče nárazov umiestnené po celom diele.

Aké faktory treba zohľadniť pri výbere mierne tvrdiaceho činidla na nitridové gumené materiály?

Dve triedy s rovnakým označením môžu priniesť veľmi odlišné výsledky. Rozdiel sa často prejaví až po tvarovaní.

Zvážte kompatibilitu s polymérovou maticou, obsah akrylonitrilu, veľkosť a disperziu častíc, hladinu zaťaženia, procesné podmienky a konečné požiadavky aplikácie. Prispôsobte ich vášmu živicovému systému a pred rozšírením výroby otestujte malú šaržu.

Pred nákupom si skontrolujte šesť bodov

Výskum zmiešaní polypropylénuUkazuje to, že tvar, veľkosť, rozdelenie veľkostí a miera naplnenia kaučukových častíc všetko ovplyvňujú rázovú pevnosť. Príliš malé množstvo kaučuku prináša iba malý prínos. Tabuľka ukazuje, čo skontrolujem najprv.

Je zmekčovadlo z nitrilového kaučuku vhodné na modifikáciu ABS a PVC?

Kupujúci sa často pýtajú, či jeden modifikátor môže slúžiť obom živiciam. Odpoveď je áno, avšak s určitými obmedzeniami.

Áno, hodí sa k obom, ale z rôznych dôvodov. V PVC sa dobre mieša nitrilová guma, pretože obe látky sú polárne. VABS, funguje v systéme, ktorý už stojí na gumovej fáze. Výber triedy stále zaváži.

Dve živice, dve úlohy

V PVC,NBR pôsobí ako trvalý zmäkčovač, a PVC zase zlepšuje odolnosť NBR voči ozónu, teplotnému starnutiu a chemikáliám. Obidve látky sú polárne, preto sa dobre miešajú. ABS je iný. Ide o plast tvrdený kaučukom, sčastice polybutadínurozšírené v SAN matrike. Častice sú zasadené do SAN, aby s ním tvorili pevné väzby. V prípade ABS najskôr skúmam zasadenie a matričné viazanie. Nikdy nepredpokladám, že trieda PVC bude fungovať v ABS.

Ako sa zmieňuje zmäkčovadlo nitrilového kaučuku v porovnaní s inými modifikátormi kaučuku?

Rôzne materiály na spevnenie gumy ponúkajú rôzne rovnováhy medzi odolnosťou proti nárazom, flexibilitou, odolnosťou voči starnutiu a spracovateľnými vlastnosťami. Kompromisy sa prejavujú pri samotnej výrobe.

Nitrilová guma ponúka dobrú rázovú pevnosť spolu s odolnosťou voči olejom a kompatibilitou s PVC. Iné modifikátory, ako sú chlorované hydrogenované kaučuky, môžu zvýšiť rázovú pevnosť a zlepšiť tok. Vyberajte podľa konkrétnej aplikácie, nie zo zvyku.

Váženie kompromisov

Apatent na chlorované, hydrogenizované gumové modifikátoryUkazuje jednu alternatívu. Používané v koncentráciách 5 až 20 hmotnostných percent v PVC tieto modifikátory zvyšujú rázovú pevnosť a zlepšujú tok. To je ich skutočná sila. Nitrilový kaučuk prináša iné vlastnosti, napríklad odolnosť voči olejom a výraznú polaritu. Nasýtené modifikátory obvykle starnejú lepšie, zatiaľ čo nitrilový kaučuk je vhodný pre olejové, flexibilné aplikácie. Porovnávam tri aspekty: zvýšenie rázovej pevnosti, starnutie a náklady pri použití.

Prečo je výber materiálu dôležitý pre dlhodobý výkon polymérov?

Časť môže prejsť každým testom už v prvý deň a zlyhať v druhom roku. Táto chyba je nákladná a ťažko odhaliteľná.

Výber materiálu určuje, ako dlho polymér udrží svoju húževnatosť. Gumová fáza môže starnúť pod vplyvom tepla, kyslíka a svetla, preto dobre zladený modifikátor poskytuje stabilnejšiu spoľahlivosť, procesnú stabilitu a dlhšiu životnosť.

Odolnosť musí vydržať

Aprehľad materiálového vedy o ABSPoznamenávame, že polybutadén obsahuje nezásytené väzby, preto ho môžu meniť teplo, kyslík, svetlo a čas. Mechanizmom zvyšujúcim húževnatosť sú gumené domény, preto je ich starnutie dôležité. Nitridový kaučuk má tiež butadénový reťazec, preto uplatňujem rovnakú opatrnosť. Skontrolujem prevádzkové teploty, kvapaliny, s ktorými dielok prichádza do styku, a predpokladanú životnosť. Náš prístup v spoločnosti Yudahang je jednoduchý: začíname skutočnými prevádzkovými podmienkami zákazníka a následne vyberáme vhodnú triedu. Toto postupné riešenie šetrí čas na dodatočné opravy.

Záver

Azmekčovadlo na nitridový kaučukZlepšuje rázovú pevnosť, flexibilitu a odolnosť voči olejom pri kombinácii so živicou. Overte si kompatibilitu, otestujte malé vzorky a vyberte materiál s ohľadom na dlhodobý výkon. Výber vhodného elastomeru na zvýšenie húževnatosti závisí od kompatibility polyméru, požiadaviek aplikácie a procesných podmienok.

Referencie

1. „Pokroky v odolných polymérnych materiáloch pomocou štruktúrovaných kaučukových častíc." Progress in Polymer Science, ScienceDirect.
2. Peng a kol. „Formulovanie polypropylénu s požadovanými mechanickými vlastnosťami prostredníctvom miešania v roztavenom stave homopolyméru a nárazového kopolyméru." Krystalizácia polymérov, Wiley Online Library, 2022.
3. Stelescu a spol. „Polymerové kompozity z plastifikovaného PVC a prášku z vulkanizovanej nitrilovej gumy určené na závlahové potrubia." International Scholarly Research Notices, Wiley Online Library, 2013.
4. „Účinky modifikátorov nárazu polybutadínu-g-SAN na morfológiu a mechanické vlastnosti miešanín ABS." European Polymer Journal, ScienceDirect.
5. U.S. Patent 4,075,289. „Chlórované, hydrogenované polybutadényové modifikátory nárazu pre PVC." USPTO.
6. Saint-Gobain Medical. „Materiálová veda za ABS (akrylonitril-butadién-styrén)."