EoW March 2009

technischer artikel

Polymer die ganze Oberfläche der Schichten verfügbar macht. Dies sollte zu den wichtigsten Änderungen der mechanischen und physikalischen Eigenschaften führen. Um die Strukturen der Nanoverbunde zu charakterisieren werden zwei ergänzende analytische Techniken verwendet. Röntgenbeugung (XRD) wird eingesetzt, um die zwischengeschalteten Strukturen durch die Bestimmung des Abstands der Zwischenschicht zu erkennen. Im Vergleich zu Reinpolymeren können Nanoverbunde mit dem Gehalt der modifizierten geschichteten Silikate im 2 zu 10 wt% Bereich, wichtige Verbesserungen erbringen. Solche Verbesserungen bestehen in: Mechanischen Eigenschaften, wie z. B. • Spannung. Druck, Biegung und Bruch. • Sperreigenschaften, wie z. B. Permeabilität • und Lösungsmittelwiderstand. Optische Eigenschaften. • Ionische Leitfähigkeit. • Die Eigenschaften, die Interesse erwecken, und einer zunehmenden wissenschaftlichen und technologischen Aufgeregtheit würdig sind, beruhen auf grundlegenden Längenskalen, die die Morphologie und Eigenschaften dieser Materialien dominieren. Zwischen den geschichteten Silikaten wird durch Montmorillonit (Na+MMT) vermieden zwischengeschaltetes Polymer zu gewinnen. MMT ist umweltfreundlich, von Natur aus reichlich vorhanden und kostengünstig. Es wurde in vielen Industriebereichen eingesetzt, dank des guten Leistungs- Preisverhältnisses.

MMT Bleichton- Gruppierung, bestehend aus Silikatschichten mit einer Länge von ca. 200nm und einer Dicke von ca. 1nm. Der Abstand zwischen den gestapelten Schichten entspricht zirka 1nm. Die herausragende Eigenschaft von MMT besteht darin, daß die Silikatschichten erweitertundsogardurchorganischeMoleküle unter geeigneten Bedingungen delaminiert werden können. Bei der Verarbeitung von Polymer-/MMT-Nanoverbunden können daher die Silikatschichten im Nano- bereich in der Polymermatrix verteilt und die Verstärkungsphase lokal auf dem Molekülniveau gebildet werden, was sich stark von den konventionell gefüllten Verbunden unterscheidet. Darüber hinaus wurde festgestellt,daßPolymer-/MMT-Nanoverbunde durch konventionelle Verarbeitungstechniken vorbereitet werden können, wie z. B. durch die Extrusions- und Injektionsmethoden. zeigt Di-oktahedrale Die Forschungstätigkeit von B & B Compounds hat sich auf die Vorbereitung und Charakterisierung folgender Werkstoffe konzentriert: Nanostrukturiertes Material mit Na+MMT. • Synthetisierte Mineralhydroxiden (SMHs). • Schwermetallfreie Systemstabilisatoren • Ca-Zn. Prüfungen erfolgten mit Einsatz von zwei Grundformulierungen vonWeich-PVC, die bei der Ummantelung und Isolierung von Kabeln eingesetzt werden. Im Falle der Einlagerung von Na+MMT wurden der Dispersionsgrad REM (Analyse im Rasterelektronenmikroskop) ( Bild 1 ) und XRD (Röntgenbeugung) ( Bild 2 ) untersucht. Wie mit den XRD- und REM-Techniken ersichtlich ist, ist Na+MMT abgeblättert. Das Na+MMT-Modell mit XRD-Technik zeigt einen Spitzenwert von 2θ=7,2, jedoch zeigt das XRD-Modell den PVC/Na+MMT-Verbund mit einer Verringerung der Intensität gegenüber den niedrigeren Winkelwerten. 4 Forschung und Entwicklung

Bild 1 ▲ ▲ : PVC/Na+MMT mit REM

Bild 2 ▲ ▲ : Na+MMT und PVC/Na+MMT mit XRD

Mehrere Eigenschaften für Kabelanwend- ungen wurden untersucht: Hitzebeständigkeit – CEI 20-34 • LOI für Flammbeständigkeit – CEI 20-22/4 • Beschleunigte Alterung – CEI 20-34 • Emission von HCI – CEI EN 50267-1 • Spezifischer Durchgangswiderstand – • ASTM D 257 Rauchdichte – ASTM E 662 • Temperaturindex – ISO 4589-3 • PVC/Na+ MMT-Mischung, selbst wenn abgeblättert, einige Verminderungen dieser Eigenschaften aufweist. In Bild 3 wird von der TGA (Thermo- gravimetrische Analyse) als Gewichtsverlust % / Temperatur berichtet. Der erste Rückgang ist die Dehydrochlorier- ung. Der zweite Rückgang zwischen 425° und 600°C zeigt Tabelle 1 zeigt, daß die

Tetrahedrale Schicht

Silizium atom

Sauerstoffatom

Oktahedrale Schicht

Tetrahedrale Schicht

Aluminium

C-axis

Anmerkung: die Abmessungen des gekennzeichneten Lehms (Montmorillonit) entsprechen: 1mm Dicke und 100 – 500nm Breite ,

MMT ▲ ▲

Tabelle 1 ▼ ▼ *mit Sb 2 O 3

Füllstofftyp

Eigenschaft

Einheiten

Ca/Zn

Na+MMT

SMHs

Zugfestigkeit nach 168h bei 100° Dehnung beim Bruch nach168h bei 100°

15 13

10 5

15 14

MPa

380 370

140 90

390 400

%

Hitzebeständigkeit

Minuten

60

10

100

29*

25

29

LOI

%O

2

Emission von HCI

mg/g

190

198

150

Spezifischer Durchgangswiderstand

Ω.cm C° 20

0.06 X 10 14

0.01 X 10 14

1.2 X 10 14

132

EuroWire – März 2009