EoW July 2010

articolo tecnico

L’incapsulamento del Mg(OH) 2 ha per- messo di migliorare la dispersione del filler, evidenziata dal miglioramento della resistenza all’urto. Plentz et al 1 hanno introdotto un polipropilene funzionale con acido acrilico nel loro sistema PP-ATH ed hanno dimostrato che una migliore interazione a livello dell’interfaccia determinava un aumento dell’indice di viscosità del materiale fuso ed un miglioramento della resistenza alla trazione e alla flessione. In tutti e tre i casi, gli additivi funzion- alizzati interagivano con il filler per contrastare gli effetti negativi di elevate cariche di filler di minerale idrato. I materiali funzionalizzati tradizionali sono stati studiati per compensare i difetti nei composti ritardanti di fiamma contenenti ATH. Questa valutazione analizza gli effetti dei polibutadieni liquidi funzionalizzati (LPBD) a ridotto peso molecolare come agenti di modifica interfacciale in un sistema di fili e cavi (W&C) di acetato di vinile-etilene (EVA), con un 60% di carica. Secondo le informazioni provenienti dal settore industriale, il passaggio ad una soluzione che utilizza l’ATH, la resistenza a trazione, la duttilità ed il flusso si riducono ad un punto tale che il materiale non può funzionare nel sistema W&C. Un ridotto peso molecolare è considerato vantaggioso poiché consente una migliore identificazione e adesione alla superficie del filler, ottimizzando così la modifica interfacciale. Sono stati così variati il tipo ed il livello di carica della funzionalità per valutare le condizioni chimiche più appropriate per migliorare i composti EVA-ATH. 2 Sperimentazione 2.1 Materiali utilizzati È stato utilizzato l’EVA commerciale (DuPont Elvax ® 550) con il 15% in peso di acetato di vinile così come è stato ricevuto.

Allungamento (%) Allungamento (%)

Resistenza a trazione (MPa)

Figura 1 ▲ ▲ : Risultati della resistenza a trazione dell’LPBD funzionale rispetto all’LPBD non funzionale paragonati all’EVA di base. Tutti i prodotti hanno plasticizzato l’EVA; tuttavia il MA LPBD in misura minore

Figura 2 ▲ ▲ : Risultati dell’allungamento di uno studio di base che dimostrano che l’LPBD funzionale a base di anidride ha la minore influenza sull’EVA

Resistenza a trazione (MPa)

Puro

Puro

Il triidrato di alluminio, del tipo C-33, con particelle della dimensione media di 50μm, della densità di 2,42g/cm 3 e contenente il 35% di acqua combinata chimicamente, è stato fornito dalla società Almatis Inc. La polvere sfusa non è stata modificata chimicamente durante la produzione ed è stata utilizzata allo stato originario. La società Sartomer ha fornito i polibut- adieni liquidi a basso peso molecolare, contenenti vinile, anidride maleica, funzionalità epossidica o amminica. La tabella 1 illustra le proprietà corrispon- denti a ciascun polibutadiene liquido (LPBD) utilizzato nel presente studio. Figura 3 ▲ ▲ : Risultati relativi alla trazione per sistemi contenenti ATH che attestano che l’LPBD funzionale a base di anidride riduce in misura minore la resistenza a trazione

I materiali a base di polibutadiene possono essere considerati bi-funzionali, come illustrato nella Tabella 1 indicante sia una funzionalità primaria sia un contenuto di vinile indeterminato. I materiali contenenti il 70% di vinile sono considerati attivi alla vulcanizzazione e suscettibili di reticolazione in presenza di radicali liberi. I polibutadieni di vinile (28%), al contrario, sono considerati più stabili. L’innesto dell’anidride maleica avviene nel gruppo funzionale cis-trans della catena principale del polibutadiene, e conseguentemente, il maggiore contenuto di vinile forza la funzionalità a posizionarsi ad una distanza più ravvicinata. Oltre al Mn, si tratta di una caratteristica che differenzia il LPBD-3 dal LPBD-4. Non è possibile introdurre i polibuta- dieni liquidi direttamente nel flusso del materiale fuso a causa del loro stato fisico. Gli agenti di accoppiamento sono stati pre-dispersi nel triidrato di alluminio (ATH) in un veicolo DCL (dry liquid carrier) in un miscelatore ad elevata capacità di taglio. È stata così ottenuta una polvere sfusa attiva al 50% che può essere alimentata lateralmente nell’estrusore con facilità. Figura 4 ▲ ▲ : Risultati relativi all’allungamento per uno studio di base del sistema EVA ATH che attestano la possibilità di ristabilire l’allungamento utilizzando gli LBPD

Tabella 1 ▼ ▼ : Proprietà dei polibutadieni liquidi utilizzati in questa ricerca, con evidenziazione del tipo di funzionalità e carica, peso molecolare e contenuto vinilico*, polibutadiene epossidato internamente, ** polibutadiene innestato con ammine terziarie

ID

Mn (g/mol)

Funzionalità (tipo/%)

Vinile (%)

LPBD-1 LPBD-2 LPBD-3 LPBD-4 LPBD-5 LPBD-6 LPBD-7

1400 4500 2500 5500 4700 4500 5000

- -

70 28 70 28 28 28 28

MA/17% MA/17% MA/5%

Epossido*/5% Ammina**/5%

74

EuroWire – Luglio 2010