פוליאתילן (PE) נשאר הפולימרים הסינתטיים המיוצרים ביותר בעולם, חשבונאות עבור בערך שליש של שוק הפלסטיק הגלובלי.הדונל שלה נובע ממאזן יוצא דופן של יכולת תהליך, עמידות כימית וגמישות מכנית.עם זאת, הפולימרים הגולמי עצמו משמש לעתים רחוקות בצורה טהורה, יצרנים קשיחים לשלב תוספים - סוכנים, מתמריצים, ממריצים, ממריצים, אחרים - כדי להתאים את הביצועים של חומרים אלה הם פשוט משתנים כמו גם חומרים מכניים, כגון, או חומרים משמרים, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, חומרים משמרים, כמו גם חומרים משמרים, כוחם קריטיים, כלומר, כלומר, כלומר, כמו גם חומרים משמרים, כמו גם חומרים משמרים, חומרים חזקים יותר, כמו גם חומרים חזקים יותר, חומרים חזקים יותר, כלומר, חומרים, חומרים משמרים, חומרים משמרים, כוחניים, כלומר, כוח, כוח, חומרים משמרים, כלומר, כלומר, חומרים משמרים, חומרים חזקים יותר, כלומר, חומרים חזקים יותר, חומרים חזקים יותר, חומרים חזקים יותר, חומרים משמרות, חומרים משמרות, חומרים משמרות, כלומר, כלומר, חומרים חזקים יותר, כלומר, חומרים חזקים יותר מאשר עיבוד, חומרים חזקים יותר, חומרים חזקים יותר, חומרים משמרות, חומרים חזקים יותר, חומרים

יסודות של Polyethylene Crystalline Structure

פוליאתילן מורכב מרשתות ארוכות של חזרה -CH2 - יחידות בהתאם לשיטת פולימריזציה (למשל, זיגלר-נטה, מתכתיפון, או מריד חופשי בלחץ גבוה), השרשראות עשויות להיות לינאריות מאוד (חומרים גבוהים מאוד) או להכיל ענפים קצרים רבים (נמוך, שרשראות) או ענפים קצרים (נמוכות לכדי יכולת פולית) נמוכה (LDL) של ענפים קצרים (L) של ענפים קצרים) או ענפים קצרים (LIR-L) לכדי יכולת פולית (LIRPE (LIRSTPE) או , 3 , 3 ענפים קצרים).

במצב המוצק, PE קריסטלs בעיקר לתוך תא יחידת אורתורומבים, עם פרמטרים lattice ⁇ 7.4 ⁇ ⁇ 4.9 ⁇ , ו cPE5 ⁇ (ציר שרשרת) בתנאים מסוימים עיבוד, שלב מונוקליני יכול להופיע גם, במיוחד כאשר הפולימר נתון על ריבוע גבוה או deformationcopy.

מבנה גבישי שולט ישירות בתכונות פיזיות מפתח.ישויות גבוהות יותר מעלה את הטמפרטורה הממסת, מגביר את צפיפות, ומשפר נוקשות והתנגדות כימית. להיפך, שבריר גדולה יותר מאשר גמישות, ספיגת אנרגיה, והפחתה של ספקטרום.היפוספירה.הגמנטל קריסטל מורפולוגיה - עובי lamr, גודל spherite, וכיוון - משפיע גם על התנהגות שבר, רפוי, רפוי, רפוי, אופטית, בהירות אופטית, ובהירות לעתים קרובות הם גורמים רציונליים.

כיצד להוסיף התנהגות Crystallization

תוספות אינטראקציה עם ההיתוך פולימרי במהלך קירור, או לספק משטחים עבור ניונקיה heterogeneous, שינוי ניידות שרשרת, או הגבלת פיזית של צמיחה גבישית. הסוג, ריכוז, איכות פיזור, וגודל חלקיקים של התוסף הם כל משתנים קריטי.

« סוכני ניקוי

סוכנים נקיים הם חלקיקים בלתי פתירים אשר מורידים את מחסום האנרגיה החופשי להיווצרות גבישית.הם מקדמים צפיפות גבוהה יותר של spherulites קטנים, אחידים spherulites ולא כמה גדולים, coarse. Common nucleating סוכנים עבור פוליאתילן כוללים talc (magnesium דק דק יותר), אחמיס, סידן, מלחים אורגניים כגון נתרן או sorulating sotras) מתפזרוריד של פחות מגובהוריד (אוריד) עם טמפרטורות גבוהות יותר חום).

עם זאת, nucleation אינו ללא סחרחורת.מספר הגובר של קריסטלים יכול לעכב עיוותים מפלסטיק בקנה מידה גדול, פוטנציאל להפחית את הניקודיות ואת כוח ההשפעה אם הקריסטליניות הופכת גבוהה מדי. מבחר זהיר של סוג מנקה וטעינה (בדרך כלל 0.1-2 wt%) מאפשר יצרנים להכות את האיזון הרצוי בין נוקשות לבין קשיחות.

פלסטיק

פלסטיק הם תרכובות בעלות משקל נמוך כי להטביע את עצמם בין רשתות פולימר, הגדלת הפרדת שרשרת וצמצום הכוחות הלא-סגוליים.זה מוריד את טמפרטורת המעבר הזכוכית (Tg) ומשפר את הניידות פלחאלית, אשר בתורו מדכאת קריסטליזציה. Forethylin, הפלסטיקים כגון שמנים דלת-משקל נמוך, phthalates (למרות שלעתים קרובות מכילות חלבון פלסטיק גמישות יותר, כמו חומצות שומן), או חלבון פלסטיק, לעתים קרובות יותר, מכילות פלסטיק מופחתות.

מכיוון שפלסטיקנים משבשים את השרשרת פיזית, הם יכולים גם להוריד את נקודת ההיתוך ולהגביר את הצוק תחת עומס מתמשך.לאורך זמן, הפלסטיקים עלולים לעבור אל פני השטח או להחריד, מה שגורם לחיסול.מסיבה זו, פוליאתילן מפלסטיק מוגבל בדרך כלל ליישומים שבהם גמישות היא רבת ערך ויציבות ארוכת טווח היא פחות קריטית, כגון כפפות חד פעמיות או צ'קוזי זמני.

מילוי וחילונות

מלאנים הם חלקיקים מוצק או חומרים fibrous הוסיף להפחית את העלות, להגדיל את הנוקשות, או להקנות תכונות פונקציונליות ספציפיות (למשל, הלהבה retardancy, מוליכות) בפוליאתילן, ממלאי משותף כוללים סידן פחמן, טלק, mica, סיבי זכוכית וננוclay. ההשפעה שלהם על גבישי תלוי בגודל ובמשטח:

  • (FLT:0) ימלאות של ההרחבה:1 (למשל, coarse סידן פחמן פחמן) אינם מתמלאים באופן פעיל, אך עלולים למנוע צמיחה פיזית של גבישים, מה שמוביל לירידה קלה בגבישנות הכללית.המודולוס גדל כי הממלא עצמו הוא נוקשה, אך חוזק רב והמשך הפסקה עלול לרדת עקב ריכוז סביב חלקיקים.
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) סיבי זכוכית קצרים סיבירFLT:1 להעלות את טמפרטורות התכה והקריסטליזציה של PE על ידי מתן אתרי נינקיה בשפע, וכתוצאה מכך שבריר ציסטלין גבוה יותר ונכסים מכניים אנזוטרופיים התואמים עם אוריינטציה סיבים.

התוכן המלא חייב להיות מותאם: טעינות נמוכות (5-10 wt%) לעתים קרובות לשפר ביצועים מכניים, אבל מעבר לסף (בדרך כלל 30-40 wt% עבור מינרלים) המסובייק הופך לשברירי, ופיזור גרוע מוביל כתמים חלשים.

פולשים ואנטי-חמצן

ייצובים ו-UV הם הכרחיים למניעת השפלה חמצון במהלך עיבוד חיי השירות. בעוד הם לא ישירות ניוקליט גבישים, הם להגן על השרשראות פולימרים מ scission, אשר בדרך כלל יפחית משקל מולקולרי ועדיף החלמה או פירוק שרשרת פיזור שרשרת. לדוגמה, מעכבים ייצוב אור amine (HALS) ו- phenolic לשמור על שלמות המבנה של גבישי ארוך יותר מאשר ייצוב קבוצות פחמן לטווח ארוך.

סוכני קרוסינג

קרוסלינקינג – בין אם באמצעות תחמוצות, סילאן מחלחל, או קרינה – מונעים את PE ליניארי לרשת תלת-ממדית. קרוסלינקינג מאמנת שרשרת ניידות ומדכאת את היווצרותן של תחומים גבישיים גדולים. in crosslinked Polyethylene (XLPE), השבר קריסטלי יכול לרדת ב-20-40% בהשוואה ל-Un-linked המקבילה.

צבעונים ולהבה ראטארדרים

חזירים (למשל, פחמן שחור, טיטניום דו חמצני) ו-להבה מעכבים (למשל, מגנזיום hydroxide, decabromodiphenyl ethane) יכולים גם להשפיע על הגבישיות. שחור, למשל, הוא סוכן חזק מנקים עבור PE, הגדלת גבישים ונוקשות, תוך מתן ספיגה UV.

השפעה על תכונות מכניות: מבט מפורט

התכונות המכאניות של פוליאתילן קשורות ישירות למבנה הקריסטלי שלה.על ידי שליטה בסוג ובכמות התוספים, יצרנים יכולים לחיוג במטרות ביצועים ספציפיות. להלן אנו בודקים את התכונות המכאניות המרכזיות וכיצד הם מגיבים לשינויים גבישיים.

כוח Tensile ו- Modulus

חוזק Tensile (הלחץ המקסימלי לפני הכישלון) ומודולוס אלסטי (stiffness) שניהם עולים עם עלייה של קריסטליות. ב HDPE עם > 75% גבישיות, חוזקות Tenile יכול להגיע 30-40 MPa ומודולולי עולה על 1 GPa. הוספת סוכן מנקה באופן ישיר כמו tc ב 1 wt% יכול לדחוף גבישי על ידי 5 - 10 נקודות נוספות, 000, 000 כוח מצטבר, 000 כוח חזק יותר, אבל השפעה מוגברת על ידי כוח חזק יותר, 000 כוח, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, אבל שיפור כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח נזלת כוח חזק יותר, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח חזק יותר, 000 חזק יותר, 000 חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000 כוח חזק יותר, 000

אורך הפסקה ודוכסות

אורך הפסקה - מדד של כמה הדגימה מתפוגגת לפני פיזור - נקודות כדי להפחית כמו עליות קריסטליות. Highly קריסטל PEPE (HDPE) בדרך כלל להאריך 500-800 אחוזים, בעוד LDPE עשיר amorphous יכול לעלות על 800%. Nucleating סוכנים להפחית את הנקה על ידי קידום רשת נוקשה יותר של spherites קטן יש השפעה הפוכה, להגביר את השרשרת הקלה עבור מצעים סרט מכווץ.

התנגדות ואומץ

כוח השפעה משקף את היכולת של חומר לספוג אנרגיה תחת עומס פתאומי. באופן מפתיע, רמה בינונית של גבישיות לעתים קרובות ממקסימה קשיחות. גבישים נמוכים מאוד מאפשר סדקים להתפשט בקלות דרך שלב אלומיניום, בעוד גבישים גבוהים מאוד יוצר מיקרו-מבנה גבוה יותר.תוספתיות כי זיכוך גודל היקפי (כמו סוכנים מרתיעה) למעשה לשפר את ההשפעה על ידי הדבקה פולינזילה גבוהה יותר של 0.

קשיחות והתנגדות

קשיחות פני השטח (מחושת באמצעות Shore D או בדיקות indentation) עולה ליניארית עם קריסטלנות.מלאים תורמים גם לקשה, במיוחד מינרלים קשים כמו סיליקה או זכוכית beads. עבור התנגדות שריטה, שילוב של גבישים גבוהים בגודל spherulite דק הוא רצוי; spherulites גדול ליצור גבולות גמישים רגישים לסדקים כאשר שריטה, אז, nucles החוצה unretretretretretretated מתחת לבשו אלה מתחת לבשו.

מיצגים ארוכים ו-Long-Term Deformation

תחת עומס קבוע, פוליאתילן עיוותים לאורך זמן (creep) אזורי קריסטל לפעול כמו crosslinks פיזי כי התנגדות שרשרת סלדינג. גבישים גבוהים יותר להפחית באופן דרמטי את שערי המצטפים: HDPE מנוקד יכול להיות עמידה צו של עומס צץ נמוך יותר מ LDPE של משקל מולקולרי דומה.

התנגדות ללחץ סביבתי (ESCR)

ESCR מודדת את היכולת של פולימר לעמוד סדקים בנוכחות כימיקלים כמו הרתעה או שמנים. באופן מפתיע, גבישי גבוה מאוד יכול להפחית ESCR כי רשת גביש נוקשה פחות מסוגל להכיל נפיחות מקומית ופלסטיקה. HDPE עם רמה גבוהה של גבישים קשיחים מקירבה איטי הוא פגיע יותר לדיכוי מאשר נפיחות מרופדת, נמוך יותר, כלומר, נפיחות גבוהה של צינורות (למשל, שיפור רמת דיוק) של צינורות גבוהה של קירור גבוהה (דלקת חום) אשר משפרת תאים) אשר משפרת תאים מסוימים (דלקתיים) של חומר ניקוי גבוה יותר של חומרת תאים) אשר משפרת תאים מסוימים (Ric) אשר משפרת אמפרטיבית גבוהה של חומרת אמפרטיבית (למשל, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, אשר משפרת חום) של חומר ניקוי גבוה יותר רגישה, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, אשר משפרת רמת דיוק גבוה יותר של חומר ניקוי גבוה יותר של חומר ניקוי גבוה של חומר ניקוי גבוה של חומר ניקוי גבוה של חומר ניקוי גבוה יותר של חומר ניקוי גבוה של חומר ניקוי גבוה של חומר ניקוי גבוה יותר רגיש יותר, הוא יותר, הוא יותר רגיש יותר, זה משפרת תאים) של חומר ניקוי גבוה יותר רגיש יותר לחץ

יישומים מעשיים ואסטרטגיות פורמולה

מוצרים בעולם האמיתי דורשים אופטימיזציה זהירה של חבילת התוסף. להלן הם כמה יישומים נפוצים ושינויים מבניים גבישיים המאפשרים להם.

  • (FLT:0) בקבוקי מכות Extrusion מוטבעים (detergent, שמפו):FreaLT:1PE משמש עם 0.1-0.5 wt% talc או sodium benzoate כדי להגביר את הנוקשות ולהקטין את דף המלחמה.
  • (FLT:0)Grocery ו שקיות נושא קמעונאי: LDPE 1 (LLDPE או LLDPE סרטים דורשים גבישי נמוך עבור גמישות ודמיע התנגדות לפלסטיקנים נמנעים; במקום זאת, עיצוב מולקולרי (באמצעות תוכן סניף) וקירור מבוקר משמשים לעתים כמות קטנה של סוכן חלקלק (למשל, erucamide) נוסף כדי להפחית את החיכוך ללא השפעה על קריסטל.
  • (FLT:0) רוסטומינדום קיאקים וכלי אחסון: אנדרופט (איור 1) התנגדות להשפעה והתנגדות למתח סביבתי הם ראשי התיבות של פוליאתילן בינוני (MDPE) עם סוכן מניקה ומנטרל השפעה אלסטומריאומרי (למשל, גומי אדנילן-פרולן) מניב מבנה עדין, קשוח.
  • (FLT:0Crosslinked פוליאתילן (XLPE) עבור כבלים צינורות:FLT:1 Peroxide crosslinking הוא יזמה במהלך extrusion, יצירת רשת שמגבילה את הקריסטליניות לבערך 40-50%.החומר מרוויח מצמרר והתנגדות טמפרטורה, אידיאלי עבור שידור כוח תת-קרקעי.
  • (FLT:0) סרטים דקים של מהירויות דיאטה לחיתוך:BuildFLT:1 , Polymerization with Metallocene זרזים מייצר הפצה מולקולרית צרה מאוד, ואז, סוכן מנקה כמו נגזרת sorbitol (Millad® NXTM) כוחות אחידים, spherulites sub-micron פיזור אור קטן.

משאבים חיצוניים וקריאה נוספת

עבור מחקר מעמיק יותר של גבישי פוליאתילן ואפקטים של תוספי, המשאבים הבאים מומלץ מאוד:

  • (ב) ,0) ,ב-CDC: סוגי פוליאתילן ו- CrystalcioityFLT:1
  • ספריית ויאלי (Wiley Online Library) - מחיקת סוכנים עבור Polyolefins (review article)
  • (ב) ⁇ (בעמוד עליון)
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מסקנה

המבנה הקריסטלי של פוליאתילן אינו רכוש קבוע של פולימר; הוא מאפיין טוטלי שיצרנים יכולים לתמרן באמצעות תוספת מכוונת של סוכנים מניקה, הפלסטיקים, הממלאים, סוכני חצובות, וייצובים.כל תוסף משנה את קצב ההנעה, צמיחה, או שלמות של תחומים גבישיים, אשר בתורו משנים את האיזון בין נוקשות, כוח, קשיחות, ללא תוספת גמישה, ודרישות התפתחותיות גמישות, יכולות שונות.