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EuroWire – Juli 2010
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technischer artikel
In ähnlicher Weise führte Wang u. a.
6
gepfropfte
Maleinsäure-Anhydrid-EPR
in ein PP-Mg(OH)
2
-Compound ein, und
stellte fest, daß sich EPR-g-MA nur auf
der Grenzfläche befand.
Die Einkapselung von Mg(OH)
2
verbesserte
die Dispersion des Füllmaterials, was
wiederumeineverbesserteSchlagfestigkeit
ergab.
Plentz
u. a.
1
führten in deren PP-ATH-System
ein funktionelles Acrylsäuren-PP ein, und
haben bewiesen, daß eine verbesserte
Interaktion bei der Grenzfläche zu einer
Erhöhung des Schmelzflußindexes sowie
der Zug- und Biegefestigkeit führt.
In allen drei Fällen ergab sich eine
Interaktion der funktionalisierten Addi-
tive mit dem Füllmaterial, um die
schädlichenWirkungen hoher Belastungen
von
hydrierten
Mineralfüllmaterialien
entgegenzuwirken.
Traditionelle funktionalisierte Materialien
wurden untersucht, um die Mängel der
ATH-enthaltenden, flammenhemmenden
Compounds zu überwinden.
In der aktuellen Bewertung wird die
Wirkung
funktionalisierter
flüssiger
Polybutadiene
(LPBD)
mit
einem
geringen Molekulargewicht als Agenten
der Grenzflächenveränderung in einem
um 60% gefüllten Ethylen-Vinylacetat
(EVA) Draht- und Kabel-(W&C) System
untersucht. Ein Feedback von der
Industrie zeigte, daß durch die Migration
zu einer ATH-Lösung, die Zugfestigkeit,
die Duktilität und der Durchfluß derart
reduziert werden, daß das Material nicht
imW&C funktionieren kann.
Ein niedriges Molekulargewicht gilt als
vorteilhaft um die Füllmitteloberfläche
besser erkennen zu können sowie daran zu
haften, mit entsprechender Erhöhung der
Grenzflächenänderung. Der Typ und das
Belastungsniveau der Funktionalität wurde
variiert, damit die geeigneten chemischen
Bedingungen bewertet werden, um
somit die EVA-ATH-Compounds bestens
zu steigern.
2 Versuch
2.1 Eingesetzte Materialien
Handelsübliches EVA (DuPont Elvax
®
550) mit 15% Vinylacetat nach Gewicht
wurde wie geliefert eingesetzt. Die ATH
Klasse C-33 mit einer durchschnittlichen
Teilchengröße von 50µm und einer
Dichte von 2,42g/cm
3
, die 35% chemisch
kombiniertes Wasser enthält, wurde von
Almatis Inc geliefert.
Das freifließende Pulver wurde während
der Herstellung chemisch nicht modifiziert
und wie geliefert genutzt.
Flüssige Polybutadiene mit niedrigem
Molekulargewicht, die Vinyl, Maleinsäure-
Anhydrid, Epoxid- oder Amin-Funktionalität
enthalten,
wurden
von
Sartomer
Company geliefert. In der
Tabelle 1
sind
die entsprechenden Eigenschaften jedes
flüssigen Polybutadiens (LPBD) dargestellt,
das in der vorliegenden Studie benutzt
wurde.
Die Materialien aus Polybutadien können
als bifunktionell betrachtet werden, da
in der
Tabelle 1
eine Primärfunktionalität
sowie ein unbestimmter Vinylgehalt
dargestellt
werden.
Materialien,
die
70%
Vinyl
enthalten,
werden
als
aushärtungsaktiv
betrachtet,
und
empfindlich gegenüber der Vernetzung
bei Anwesenheit von freien Radikalen.
Die 28% Vinylpolybutadiene werden
dagegen als stabiler betrachtet. Das
Pfropfen von Maleinsäure-Anhydrid erfolgt
in der
cis-trans
funktionellen Gruppe
der Grundstruktur des Polybutadiens,
und demzufolge wird anhand des
höheren Vinylgehalts, die Funktionalität
gezwungen sich in allernächster Nähe
zu befinden. Neben dem Mn, stellt dies
ein differenzierendes Merkmal zwischen
LPBD-3 und LPBD-4 dar.
Die Einführung flüssiger Polybutadiene
direkt in den Schmelzfluß wird wegen
deren physikalischen Form untersagt. Die
Haftvermittler wurden auf dem ATH in
einem DLC-Träger (dry liquid carrier) in
einem Mischer mit hoher Schwerwirkung
vorverteilt.
ID
Mn
(g/mol)
Funktionalität
(Typ/%)
Vinyl
(%)
LPBD-1
1400
-
70
LPBD-2
4500
-
28
LPBD-3
2500
MA/17%
70
LPBD-4
5500
MA/17%
28
LPBD-5
4700
MA/5%
28
LPBD-6
4500
Epoxid*/5%
28
LPBD-7
5000
Amin**/5%
28
Tabelle 1
▼
▼
:
Eigenschaften der flüssigen Polybutadiene, die in der vorliegenden Untersuchung benutzt wurden, wobei
Funktionalitätstyp und Belastung, Molekulargewicht und Vinylgehalt, * innerlich epoxidiertes Polybutadien ** und
tertiäres Amin-gepfropftes Polybutadien hervorgehoben werden
Bild 1
▲
▲
:
Die Ergebnisse der Zugfestigkeit zwischen
funktionellen und nichtfunktionellen LPBD verglichen
auf Basis-EVA. Alle Produkte haben EVA weichgemacht,
MALPBD jedoch ineinemgeringerenAnteil
Bild 2
▲
▲
:
Anhand der Dehnungsergebnisse der
Basisstudie wird bewiesen, daß die funktionelle
Anhydrid-LPBD den EVA amwenigsten beeinflußt
Zugfestigkeit (MPa)
Bild 3
▲
▲
:
Zugfestigkeitsergebnisse für ATH enthaltende
Systeme, die beweisen, daß das funktionelle
Anhydrid-LPBD die Zugfestigkeit weniger reduziert
Bild 4
▲
▲
:
Dehnungsergebnisse für Basisstudie in EVA
ATH-System, die eine Fähigkeit zur Wiederherstellung
der Dehnung mit Einsatz von LBPD beweisen
Zugfestigkeit (MPa)
Dehnung
(%)
Dehnung
(%)
Rein
Rein