Интеграция армирующих материалов, таких как стекловолокно (GF), в полимерные матрицы является краеугольным камнем современного материаловедения, направленным на создание композитов с улучшенной прочностью, жесткостью и термической стабильностью. Полипропилен (PP), широко используемый термопласт, часто служит матрицей. Однако неполярная природа PP представляет собой проблему для достижения прочной адгезии с полярными армирующими материалами, такими как стекловолокно. Именно здесь опыт полипропилена, привитого малеиновым ангидридом (MAgPP), играет роль критически важного связующего агента.

Фундаментальная проблема заключается в межфазной области между матрицей PP и GF. Без подходящего связующего агента этот интерфейс характеризуется плохим смачиванием и слабыми силами Ван-дер-Ваальса, что приводит к преждевременному разрушению под нагрузкой. Стекловолокно, состоящее из диоксида кремния и других оксидов металлов, обладает поверхностными гидроксильными группами, которые являются полярными. Полипропилен, напротив, состоит в основном из углеводородных цепей и является неполярным. Для преодоления этого разрыва в полярности разработан MAgPP. Это производное PP, на полимерную цепь которого химически привиты мономеры малеинового ангидрида (MA). Этот процесс прививки вводит полярные ангидридные группы в в остальном неполярную структуру PP.

Когда MAgPP вводится в состав композита PP/GF, эти группы малеинового ангидрида активно участвуют в улучшении межфазной адгезии посредством нескольких механизмов. В первую очередь, ангидридные группы могут реагировать с гидроксильными группами, присутствующими на поверхности стекловолокна. Эта реакция этерификации образует ковалентные связи, создавая прочную химическую связь между волокном и матрицей. Кроме того, могут возникать полярные взаимодействия, такие как водородные связи, между ангидридными группами и поверхностью волокна, что еще больше укрепляет интерфейс.

Следствием этого улучшенного межфазного сцепления является значительное повышение механических характеристик композита. При обсуждении связующих агентов для стеклопластиковых компаундов PP, MAgPP является лучшим выбором, поскольку он напрямую обеспечивает более высокую прочность на растяжение, улучшенный модуль упругости при изгибе и повышенную ударную вязкость. Эти улучшения жизненно важны для компонентов, используемых в требовательных отраслях, таких как автомобильная промышленность, где детали должны выдерживать значительные механические нагрузки и факторы окружающей среды. Например, улучшенная адгезия гарантирует, что стекловолокно эффективно воспринимает приложенную нагрузку, предотвращая преждевременное расслоение или выдергивание волокна.

Процесс включения MAgPP обычно достигается путем компаундирования в расплаве, часто с использованием двухшнековых экструдеров, где MAgPP смешивается с PP и GF. Производители могут легко приобрести MAgPP у специализированных химических компаний, что делает его доступным компонентом для улучшения продукции. Количество используемого MAgPP обычно оптимизируется в зависимости от конкретного содержания GF и желаемых эксплуатационных характеристик, при этом обычные уровни добавления составляют от 1% до 10% по весу.

По сути, наука, лежащая в основе эффективности MAgPP в качестве связующего агента для PP и стекловолокна, заключается в его способности химически модифицировать межфазную область, создавая прочную связь там, где она естественным образом не существует. Это не только улучшает характеристики новых композитов, но также играет роль в возрождении переработанного PP при использовании совместно с переработанным GF. Понимая и используя возможности MAgPP, производители могут раскрыть весь потенциал полипропиленовых стеклопластиковых композитов, что приведет к созданию более легких, прочных и долговечных продуктов.

Ningbo Inno Pharmchem Co., Ltd. является ключевым поставщиком и специализированным производителем высококачественных решений MAgPP, которые позволяют отраслям промышленности достигать превосходной производительности в своих композитных материалах. Мы стремимся поддерживать инновации посредством передовых химических добавок.