มีเพียงสี่ประเด็นเท่านั้นที่จะช่วยเพิ่มความทนทานของโพลีโพรพีลีนโปร่งใสได้

โพลีโพรพีลีน เนื่องจากมีโครงสร้างโมเลกุลที่ค่อนข้างแข็ง จึงมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้วเพียงประมาณ 0°C ดังนั้นจึงมักต้องใช้มาตรการเพื่อปรับปรุงความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำในช่วงฤดูหนาว บทความนี้จะนำเสนอวิธีการที่มีประสิทธิภาพบางอย่างเพื่อปรับปรุงความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำของผลิตภัณฑ์โพลีโพรพีลีนโปร่งใส

1.วิธีการเลือกวัสดุฐานโพลีโพรพีลีน?

โฮโมพอลิเมอร์โพลีโพรพีลีนและแรนดอมโคพอลิเมอร์โพลีโพรพีลีนเป็นวัตถุดิบหลักที่ใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์โพลีโพรพีลีนโปร่งใส (T30S, L5E89, V30G, Z30S เป็นต้น) โดยที่แรนดอมโคพอลิเมอร์โพลีโพรพีลีนเกิดจากการโคพอลิเมอไรเซชันของโพรพีลีนและเอทิลีนในปริมาณเล็กน้อย การโคพอลิเมอไรเซชันแบบสุ่มของโมโนเมอร์ทั้งสองจะทำลายการตกผลึกของโพลีโพรพีลีนและลดความเป็นผลึก
ในขณะเดียวกัน เนื่องจากเอทิลีนมีความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำได้ดีกว่า ปัจจัยทั้งสองนี้จึงทำให้พอลิโพรพิลีนโคพอลิเมอร์แบบสุ่มมีความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำได้ดีกว่าแบบเดิม ดังนั้น การผสมวัสดุพอลิโพรพิลีนทั้งสองชนิดนี้จึงสามารถปรับปรุงความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำได้ในระดับหนึ่ง และเพิ่มความทนทานต่อการตกกระแทกของผลิตภัณฑ์ได้

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำของโคพอลิเมอไรเซชันแบบสุ่มนั้นสูงกว่าโพลีโพรพีลีนโฮโมพอลิเมอไรเซชันเพียงเล็กน้อย การปรับปรุงความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำของสารผสมจึงมีข้อจำกัด ที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ ยังคงจำเป็นต้องใช้สารเพิ่มความเหนียวพิเศษเพื่อปรับปรุงความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ ในขณะเดียวกัน โครงสร้างโมเลกุลของโฮโมพอลิเมอร์เองก็ส่งผลต่อความเหนียวเช่นกัน ปัจจัยหลักที่มีอิทธิพล ได้แก่ ดัชนีไอโซโทรปิกและดัชนีหลอมเหลว โดยทั่วไปแล้ว โพลีโพรพีลีนที่มีดัชนีไอโซเกจและดัชนีหลอมเหลวสูงกว่าจะมีความเหนียวน้อยกว่า
ดังนั้น แม้ว่า T30S ที่ผลิตโดยผู้ผลิตต่างกันจะมีคุณสมบัติความเหนียวแตกต่างกัน โดยส่วนใหญ่เกิดจากความแตกต่างของดัชนีไอโซโทนิกของ T30S จากผู้ผลิตแต่ละราย โพลีโพรพีลีนโฮโมพอลิเมอร์ที่มีดัชนีหลอมเหลวสูง (เช่น Z30S) จะมีความเหนียวน้อยกว่าโพลีโพรพีลีนที่มีดัชนีหลอมเหลวต่ำ (T30S)

2.การใช้สารเพิ่มความแข็งแรงที่เหมาะสม

มีสารเพิ่มความแข็งแรงหลายชนิดที่สามารถใช้กับโพลีโพรพีลีนได้ แต่ส่วนใหญ่ (เช่น PE, POE, EPDM และยาง SBS เป็นต้น) จะลดความโปร่งใสและความเงางามของผลิตภัณฑ์โพลีโพรพีลีน และมีเพียงสารเพิ่มความแข็งแรงจำนวนน้อยเท่านั้นที่มีผลกระทบน้อยกว่า

สาเหตุที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะว่าสารเพิ่มความแข็งแรงส่วนใหญ่กระจายตัวอยู่ในรูปของอนุภาคในชิ้นส่วน และดัชนีหักเหของทั้งสองอย่างนั้นแตกต่างจากดัชนีหักเหของ PP ที่โปร่งใส ซึ่งทำให้เกิดการหักเหของแสงและการกระเจิงของแสงที่บริเวณรอยต่อระหว่างสารเพิ่มความแข็งแรงกับพื้นผิว PP ส่งผลให้การส่งผ่านแสงลดลง

เนื่องจากโครงสร้างทางเคมีของสารเพิ่มความเหนียวแต่ละชนิดแตกต่างกัน รวมถึงอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้ว ความเข้ากันได้กับ PP และความง่ายในการกระจายตัวในระบบ PP จึงทำให้ผลการเพิ่มความเหนียวของสารเพิ่มความเหนียวแต่ละชนิดแตกต่างกันในระดับหนึ่งด้วย

เช่นเดียวกับ LLDPE ที่ประสิทธิภาพในการเพิ่มความแข็งแรงจะต่ำ มักต้องเติมสารในปริมาณที่ค่อนข้างสูงเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจ และในขณะเดียวกันก็ส่งผลกระทบอย่างมากต่อความโปร่งใสของผลิตภัณฑ์

และสารเพิ่มความเหนียว POE เองก็มีความเข้ากันได้ในระดับหนึ่งกับ PP ในขณะที่อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะของแก้วของตัวมันเองต่ำถึง -60 ℃ ดังนั้นจึงมีผลในการเพิ่มความเหนียวที่ดีมาก แต่โดยทั่วไปแล้ว POE จะส่งผลต่อความโปร่งใส

3.การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบผลิตภัณฑ์

ปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อผลิตภัณฑ์โพลีโพรพีลีน ได้แก่ การออกแบบผลิตภัณฑ์ ความหนาที่ไม่สม่ำเสมอ ขอบ ขอบม้วน การเสริมแรง ฯลฯ ปัจจัยเหล่านี้ล้วนสามารถก่อให้เกิดความเค้นภายในค่อนข้างสูงในระหว่างการผลิตและการเสียรูปของผลิตภัณฑ์ ส่งผลให้ความเหนียวลดลงและความต้านทานต่อการตกกระแทกลดลง

แผนภูมิแสดงการกระจายความเค้นภายในของผลิตภัณฑ์พลาสติก

4.การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการขึ้นรูป

แม้ว่าส่วนประกอบของวัสดุจะเหมือนกัน แต่ความแตกต่างใน...กระบวนการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์นอกจากนี้ยังจะส่งผลต่อความเค้นภายในที่ตกค้างในผลิตภัณฑ์ PP ซึ่งส่งผลต่อความทนทานต่อการตกกระแทกของผลิตภัณฑ์ด้วย
ยิ่งความเครียดภายในสูงเท่าไร ความต้านทานต่อการตกกระแทกของผลิตภัณฑ์ก็จะยิ่งแย่ลงเท่านั้น การเกิดความเครียดภายในมีความสัมพันธ์โดยตรงกับตัวผลิตภัณฑ์และกระบวนการขึ้นรูป