Was sind PA -funktionale Additive?

Polyamide (PA), allgemein als Nylons bekannt, sind eine vielseitige Klasse von synthetischen Polymeren, die in zahlreichen Branchen weit verbreitet sind, da die mechanischen Eigenschaften, die thermische Stabilität und die chemische Resistenz ausgezeichnet sind. Um jedoch ihr volles Potenzial auszuschöpfen und sie für bestimmte Hochleistungsanwendungen zu maßgenceptieren, Funktionale Additive spielen eine entscheidende Rolle. Dies sind spezielle Verbindungen, die während der Verarbeitung in die Polyamidmatrix eingebaut sind, um spezifische Eigenschaften zu vermitteln oder zu verbessern, die dem Basispolymer möglicherweise mangelt oder nicht ausreichend besitzt.

Warum sind funktionale Zusatzstoffe notwendig?

Während inhärente Eigenschaften Polyamide für viele Anwendungen geeignet machen, können ihre Einschränkungen in anspruchsvollen Umgebungen erkennbar werden. Zum Beispiel:

• UV -Abbau: Sonneneinstrahlung kann dazu führen, dass Polyamide gelb, knackig und mechanische Festigkeit verlieren.

• Entflammbarkeit: Viele Polyamide sind brennbar und begrenzen deren Verwendung in Anwendungen, die Brandsicherheit erfordern.

• Dimensionsstabilität: Eine hohe Feuchtigkeitsabsorption kann zu erheblichen dimensionalen Veränderungen in PA -Teilen führen.

• Verarbeitbarkeit: Eine hohe Schmelzviskosität kann bestimmte Formen- oder Extrusionsprozesse schwierig machen.

• Spezifische Leistung: Anwendungen wie antistatische Komponenten, Lasermarkierung oder verbesserte Verschleißfestigkeit erfordern maßgeschneiderte Eigenschaften.

Funktionelle Additive stellen diese Herausforderungen durch chemische oder physikalische Interaktion mit dem Polyamid an und modifizieren ihre Eigenschaften auf molekularer oder makroskopischer Ebene.

Schlüsselkategorien von PA funktionelle Zusatzstoffe

Der Bereich der funktionalen Additive für Polyamide ist umfangreich und für einen bestimmten Zweck ausgelegt. Hier sind einige der wichtigsten Kategorien:

1. Aufprallmodifikatoren

Polyamide, insbesondere nicht verstärkte Noten, können eine Notchempfindlichkeit aufweisen und bei niedrigen Temperaturen spröde werden. Aufprallmodifikatoren sind Elastomerpolymere wie Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) Gummi, Styrol-Butadien-Styrol (SBS) -Blockcopolymere oder modifizierte Polyolefine, die mit PA gemischt werden. Sie bilden dispergierte gummiartige Phasen innerhalb der Polyamidmatrix, die Energie von Auswirkungen absorbieren und abnehmen kann, was die Zähigkeit und Duktilität erheblich verbessert, ohne andere wesentliche Eigenschaften zu beeinträchtigen.

2. Flammschutzmittel (FR)

Für Anwendungen, die eine Brandsicherheit erfordern (z. B. elektrische Komponenten, Automobilverkehr), Flammschutzmittel sind wesentlich. Diese Additive arbeiten verschiedene Mechanismen durch:

• Halogenierte FRS: Füllen Sie Halogenradikale frei, die den radikalen Verbrennungsprozess in der Gasphase stören. Umweltbedenken haben zwar hochwirksam, haben zu einem Vorstoß nach Alternativen geführt.

• Phosphorbasierte FRS: Schichten auf der Oberfläche bilden und als Barriere für Wärme und Sauerstoff wirken. Sie können auch Gasphasenreaktionen beeinträchtigen.

• FRS auf Stickstoffbasis: Oft in Synergie mit Phosphorverbindungen verwendet, fördern sie die Zeichenbildung.

• Mineral FRS: Wie Aluminium -Trihydrat (ATH) oder Magnesiumhydroxid (MDH), füllen Sie Wasser beim Zersetzung auf, kühlen Sie das Verbrennungsmaterial und verdünnten brennbare Gase.

3. UV -Stabilisatoren und Antioxidantien

Polyamide sind anfällig für Abbau durch ultraviolette Strahlung und Oxidation, was zu Verfärbung, Verlust mechanischer Eigenschaften und Verspritzung führt.

• UV -Stabilisatoren: Geben Sie behinderte Amin -Lichtstabilisatoren (HALs) ein, die freie Radikale durchsuchen, die durch UV -Exposition erzeugt werden, und UV -Absorber, die UV -Strahlung absorbieren und sie als Wärme auflösen.

• Antioxidantien: In erster Linie behinderten Phenole und Phosphite, die den Auto-Oxidationsprozess unterbrechen, indem sie mit freien Radikalen und Hydroperoxiden reagiert und so die Lebensdauer des Materials bei erhöhten Temperaturen erweitert.

4. Keimverkleidungsmittel

Polyamide sind halbkristalline Polymere, was bedeutet, dass sie sowohl amorphe als auch kristalline Regionen haben. Die Größe und Verteilung dieser kristallinen Regionen beeinflusst die mechanischen Eigenschaften, die Steifheit und die Zykluszeit während des Formteils erheblich. Keimverkleidungsmittel (z. B. Talk, Bornitrid, fein dispergierte anorganische Salze) Stellen Sie Stellen für das Kristallwachstum bereit, die zu kleineren, zahlreichen und gleichmäßig verteilten Sphäeliten führen. Dies führt zu:

• Schnelle Kristallisierungsraten, Reduzierung der Zykluszeiten bei Injektionsformeln.

• Verbesserte Steifheit und Härte.

• Verbesserte dimensionale Stabilität aufgrund einer verringerten Verzerrung.

5. Schmiermittel und Verarbeitungshilfen

Diese Additive werden verwendet, um die Durchflusseigenschaften von Polyamidschmelzen während der Verarbeitung zu verbessern und die Reibung zu verringern.

• Interne Schmiermittel: (z. B. Fettamide, Wachse) Reduzieren Sie die Schmelzviskosität und erleichtern die Verarbeitung und Füllung komplexer Formen.

• Externe Schmiermittel: (z. B. metallische Stearate, Silikonöle) Reduzieren Sie die Reibung zwischen Polymerschmelz- und Verarbeitungsgeräten, verhindern das Kleben und die Verbesserung der Oberflächenfinish.

6. Weichmacher

Während Polyamide von Natur aus hart sind, Weichmacher Kann hinzugefügt werden, um die Flexibilität weiter zu verbessern, die Steifheit zu verringern und die Schlagfestigkeit zu verbessern, insbesondere bei niedrigeren Temperaturen. Häufige Beispiele sind N-Butylbenzenesulfonamid (BBSA) oder Sulfonamidderivate, die die intermolekularen Kräfte innerhalb der Polymerketten verringern und ihre Mobilität erhöhen.

7. Andere spezielle Zusatzstoffe

• Antistatische Wirkstoffe: (z. B. Carbonschwarz, leitfähige Polymere, quaternäre Ammoniumsalze) Reduzieren Sie den Oberflächenwiderstand und verhindern, dass statische Ladung in Anwendungen wie elektronische Gehäuse oder Verpackungen aufgebaut ist.

• Lasermarkierungszusatzstoffe: (z. B. spezifische anorganische Pigmente oder Metallverbindungen) absorbieren Laserenergie, um mit hohen kontrastischen, langlebigen Markierungen auf der Polyamidoberfläche zu erzeugen.

• Verstärkende Füllstoffe: Während nicht "funktionelle Additive" im Sinne der modifizierten Eigenschaften inhärenter Eigenschaften sind, sind Fasern wie Glasfaser und Kohlefaser entscheidend für die signifikant zunehmende Festigkeit, Steifheit und Wärmeablenkungstemperatur von Polyamiden.

Die Synergie der Zusatzstoffe

Es ist wichtig zu beachten, dass in vielen realen Anwendungen a Cocktail mehrerer funktionaler Zusatzstoffe wird verwendet, um das gewünschte Eigenschaftenbilanz zu erreichen. Beispielsweise kann ein flammretardantes Polyamid für die Verwendung von Automobilen auch Auswirkungenmodifikatoren, UV-Stabilisatoren und Verarbeitungshilfen enthalten. Die sorgfältige Selektion und die synergistische Wechselwirkung dieser Additive sind entscheidend für die Entwicklung von Polyamidverbindungen mit Hochleistungs-Polyamid.

Abschluss

Funktionelle Additive sind in der modernen Polyamid -Technologie unverzichtbar. Sie sind die stillen Ermöglicher, die grundlegende Polyamidharze in hoch entwickelte technische Materialien verwandeln, die den strengen Anforderungen der Branchen, die von Automobil- und Elektro-/Elektronik bis hin zu Konsumgütern und Textilien reichen, gerecht werden können. Da die Anwendungsanforderungen immer komplexer werden, wird die Entwicklung neuartiger und effizienterer funktionaler Additive weiterhin ein wesentlicher Innovationsbereich in der Polymerwissenschaft sein.