Respuesta rápida: En el trabajo práctico de formulación UV, la selección de resinas y monómeros comienza con la propiedad de uso final objetivo, luego ajusta la viscosidad y la respuesta de curado en torno a ella. Los compradores suelen seleccionar algunos paquetes coincidentes, no una sola materia prima mágica.

Definición de agente nucleante

El agente nucleante es un nuevo aditivo funcional que se aplica al polietileno, polipropileno y otros plásticos no completamente cristalizados para acortar el ciclo de moldeo, mejorar la transparencia, la resistencia a la tracción, la rigidez, la tenacidad y otras propiedades físicas y mecánicas de los productos al cambiar el comportamiento de cristalización de la resina, acelerar la velocidad de cristalización, aumentar la densidad de cristalización y promover la microfabricación del tamaño de grano.

 

Mecanismo de acción del agente nucleante (productos PP)

Cuando se agrega el agente de nucleación al plástico, las partículas del agente de nucleación desempeñan el papel de núcleos cristalinos, es decir, se agregan más núcleos externamente, lo que proporciona un buen caldo de cultivo para la cristalización de los plásticos, promoviendo así la cristalización.

En general, las partículas del agente nucleante deben tener una relación de aspecto suficiente. Sin embargo, los agentes de nucleación en general tienden a inducir una orientación de cristalización fuerte y anisotrópica dentro del material, especialmente en la dirección longitudinal versus transversal (MD/TD) de las piezas planas. Esta contracción diferente y orientación desequilibrada se pueden revelar aún más en algunos procesos, como el conformado por presión en fase sólida (SPPF), que puede provocar deformaciones después del moldeo.

Por lo tanto, un buen agente de nucleación debería ser capaz de lograr una orientación cristalina equilibrada en los planos longitudinal y transversal de la pieza de PP, proporcionando así una excelente estabilidad dimensional y reduciendo los problemas de alabeo y contracción.

Clasificación de agentes nucleantes comunes.

(1) Agente de nucleación alfa cristalino:

Mejora principalmente la transparencia, el brillo de la superficie, la rigidez, la temperatura de deflexión del calor del producto y también se conoce como agente transparente, potenciador de la permeabilidad y potenciador de la rigidez. Incluyendo principalmente sorbitol bifurcado (DBS) y sus derivados, sales de fosfato aromáticos, sustitución de sales de ácido benzoico, etc., especialmente la aplicación del agente transparente nucleante DBS es la más común.

Los agentes de nucleación alfa cristalinos se pueden dividir en inorgánicos y orgánicos según su estructura.

(1) Clase inorgánica

Los agentes de nucleación inorgánicos incluyen principalmente talco, óxido de calcio, negro de carbón, carbonato de calcio, mica, pigmentos inorgánicos, caolín y residuos de catalizadores. Estos son los primeros agentes nucleantes prácticos y económicos desarrollados, los más investigados y aplicados son el talco, la mica, etc.

(2) Orgánico(a) sales metálicas de ácidos carboxílicos: como succinato de sodio, glutarato de sodio, hexanoato de sodio, benzoato de potasio, benzoato de litio, cinamato de sodio, β-naftoato de sodio, etc. Entre ellos, sal de aluminio o metal alcalino del ácido benzoico, sal de aluminio del ácido terc-butilbenzoico, etc. El efecto es mejor, la historia de uso es más larga, pero la transparencia es pobre.

(b) sales metálicas de fosfato: los fosfatos orgánicos incluyen principalmente sales metálicas de ésteres de fosfato y sustancias de metales alcalinos de ésteres de fosfato y sus complejos, etc. Este tipo de agente nucleante se caracteriza por su transparencia, rigidez, velocidad de cristalización, etc., pero su escasa dispersión.

(c) derivados de horquilla de sorbitol bencilo: la transparencia, el brillo de la superficie, la rigidez y otras propiedades termomecánicas de los productos tienen un efecto de mejora significativo y tienen buena compatibilidad con el PP, es una clase de agente nucleante transparente que actualmente se encuentra bajo estudio en profundidad. Su buen desempeño, bajo precio, se ha convertido en el desarrollo más activo en el país y en el extranjero, la mayor variedad, la mayor producción y ventas de una clase de agentes nucleantes. Hay principalmente sorbitol de horquilla de dibencilo (DBS), sorbitol de dos (a una horquilla de metilbencilo) (P-M-DBS), etc.

(d) agente nucleante de tipo polímero de alto punto de fusión: en la actualidad, existen principalmente polivinilciclohexano, polivinilpentano, copolímero de etileno/acrilato, etc. Es poco miscible con resina de poliolefina y tiene buena dispersión.

(2) agente nucleante de cristales β

Están diseñados para obtener productos de polipropileno con alto contenido β-cristalino, y tienen la ventaja de mejorar la resistencia al impacto de los productos sin disminuir o incluso aumentar la temperatura de deflexión del calor de los productos, de modo que se puedan equilibrar los dos aspectos conflictivos de la resistencia al impacto y la deflexión del calor.

Un grupo es una pequeña cantidad de compuestos de anillos gruesos con estructuras casi planas.

El otro grupo está compuesto por ciertos ácidos dicarboxílicos con óxidos, hidróxidos y sales de metales del grupo IIA de la tabla periódica. Puede modificar el PP cambiando la proporción de diferentes formas cristalinas en el polímero.

 

La adición de agente nucleante tiene los siguientes efectos

1 、 Acortar el ciclo de moldeo de PP

Agregar agente de nucleación puede aumentar la temperatura de recristalización del polipropileno, acelerar la velocidad de cristalización y completar la cristalización en un corto tiempo de enfriamiento. Agregar 0,2% de RQT-CH puede acortar el ciclo de moldeo del PP en 7 segundos y aumentar la eficiencia de trabajo en un 14%, lo cual es muy significativo para productos de moldeo por inyección a gran escala.

2 、 mejorar las propiedades mecánicas del PP

La densidad de la fase cristalina de polipropileno cristalino es mayor que la de la fase no cristalina y tiene una resistencia excelente.Sin agente nucleante, los polímeros cristalinos generan cristales cuando se enfrían en estado fundido, que es una cristalización automática, este cristal esférico no es uniforme, incompleto, por lo que cuando la fuerza entre la parte cristalina de la interfaz del cristal esférico y la parte no cristalina, el espacio entre los granos rotos es el primero en destruirse; al agregar agente de nucleación, se puede controlar el crecimiento del cristal de la bola, de modo que el núcleo aumenta, la cristalización es más perfecta, la fuerza es más uniforme, por lo que se puede mejorar el límite elástico del polímero. Por lo tanto, puede mejorar el límite elástico, la resistencia al impacto y la resistencia superficial del polímero, y mejorar las propiedades mecánicas del polipropileno.

3 、 Aumenta la transparencia y el brillo de la superficie del PP. Como PP en el proceso de fusión y enfriamiento, el número de núcleos de cristalización espontánea es muy pequeño, la velocidad de cristalización es lenta, es fácil formar cristales esféricos grandes, el diámetro de estos cristales esféricos es mucho mayor que la longitud de onda visible y la diferencia de índice de refracción entre el cristal y las áreas amorfas es grande, lo que resulta en la dispersión de la luz de la superficie, lo que resulta en una disminución de la transparencia, por lo que la mayoría de los productos de polipropileno fabricados en condiciones normales de procesamiento son translúcidos. Un producto con buena transparencia debe cumplir los requisitos de alta cristalinidad, orientación cristalina clara y un tamaño cristalino más pequeño que la longitud de onda de la luz visible. Para lograr la cristalización esférica microfina requerida de polipropileno, la adición de agentes nucleantes es un método extremadamente competitivo [8].

4. Efecto sobre las propiedades térmicas.

La adición de agentes nucleantes aumenta la temperatura de cristalización, acelera la cristalización, mejora el grado de cristalización, aumenta la densidad y aumenta la temperatura de deflexión del calor, lo que puede mejorar la resistencia al calor de la resina hasta cierto punto.

Cómo suelen evaluar los compradores los monómeros UV y los sistemas de resina

Las formulaciones UV más exitosas se crean eligiendo primero la columna vertebral y luego ajustando el paquete de monómero reactivo alrededor del sustrato, el método de curado y el estrés del uso final. Esto generalmente produce un resultado más estable que elegir materiales solo por la viscosidad o el precio.

• Comience por el objetivo de propiedad final: la dureza, la flexibilidad, la adhesión y la contracción rara vez apuntan exactamente al mismo paquete de materia prima.
• Examine el paquete reactivo en su conjunto: Las opciones de oligómero, monómero y fotoiniciador interactúan fuertemente en los sistemas UV.
• Utilice la viscosidad como herramienta, no como única regla de decisión: el material de procesamiento más fácil no siempre es el que funciona mejor después del curado.
• Compruebe el sustrato real: El plástico, el metal, las películas de etiquetas, los sistemas de gel y los recubrimientos pueden recompensar equilibrios de polaridad y densidad de curado muy diferentes.

Referencias de productos recomendados

• CHLUMICRYL HPMA: Útil cuando se necesita más soporte de polaridad y adhesión en el paquete reactivo.
• CHLUMICRYL IBOA: Una fuerte referencia de monómero de baja viscosidad cuando tanto la dureza como el buen flujo son importantes.
• CHLUMICRYL TMPTA: Un punto de referencia de monómero reactivo estándar cuando se requiere una densidad de reticulación más fuerte.
• CHLUMICRYL EO3-TMPTA: Útil cuando es necesario ajustar la viscosidad y el comportamiento de curado alrededor del paquete base.

Preguntas frecuentes para compradores y formuladores

¿Puede un monómero o resina UV resolver todos los problemas de formulación?
Unormalmente no. Las fórmulas comercialmente fuertes dependen de cómo varios componentes trabajan juntos para equilibrar el curado, la adhesión, el flujo y la durabilidad.

¿Por qué se deben analizar los monómeros junto con los oligómeros?
Porque los monómeros pueden cambiar la viscosidad, la tasa de curado, la contracción y el comportamiento del sustrato lo suficiente como para alterar la clasificación final de la misma resina principal.