Polimer Büzülme Oranını Değiştirmenin Beş Yöntemi, Bunlardan Kaçını Biliyorsunuz?

Polimerin büzülme oranı ne kadar düşük olursa, ürünün boyutsal doğruluğu da o kadar yüksek olur. Aşağıda, polimerlerin büzülmesini etkili bir şekilde azaltan çeşitli modifikasyon yöntemlerinin kısa bir açıklaması yer almaktadır.

1. Her türlü elyaf doldurulur ve modifiye edilir.

Burada bahsedilen lifler, her türlü inorganik ve organik lifi kapsamaktadır. Kısa cam elyaf takviyesini örnek olarak ele alırsak, PP reçinesine farklı miktarlarda cam elyaf eklenmesi, şekillendirme büzülmesini önemli ölçüde azaltabilir.

Uzun cam elyaf takviyeli polimerler, kısa cam elyaflara kıyasla daha düşük büzülme ve hem boyuna hem de enine yönlerde tutarlı büzülme avantajına sahiptir. Bıyık takviyeli polimerler, cam elyaf takviyeli polimerlere göre daha düşük büzülme gösterir; örneğin, cam elyaf ve kalsiyum sülfat bıyık takviyeli polimerlerin büzülmelerinin karşılaştırılması.PP ve ABS malzemeleriaşağıdaki gibi gösterilir.

2. İnorganik dolgu maddesi ile dolgu modifikasyonu

İnorganik dolgu maddeleri arasında talk, kalsiyum karbonat, baryum sülfat, mika tozu, vollastonit ve montmorillonit vb. bulunur. Farklı dolgu maddelerinin büzülme oranı üzerinde farklı etkileri vardır.

(1) Dolgu maddesinin şekli
İnorganik dolgu maddelerinin farklı şekilleri, büzülme oranı üzerinde farklı etkilere sahiptir; boyut üzerindeki spesifik etki sırası ise pul > iğne > granül > küre şeklindedir.

(2) Dolgu maddesinin parçacık boyutu
Aynı dolgu maddesinin farklı partikül boyutları, büzülme oranı üzerinde farklı etkilere sahiptir; partikül boyutu ne kadar küçükse, büzülme oranındaki azalma o kadar büyük olur. Talk dolgulu PP'yi ( %20 talk + %8 POE) örnek olarak alırsak, talkın farklı partikül boyutlarının büzülme oranı üzerindeki etkisi aşağıdaki gibidir.

(3) Dolgu maddesinin yüzey işlemi
Aynı dolgu malzemesi, reçine ile lamine edildiğinde yüzey işlemine tabi tutulsa da tutulmasa da, büzülme oranı üzerinde farklı bir etkiye sahiptir. Dolgu malzemesinin yüzey işlemi, büzülme oranı üzerinde daha büyük bir etkiye sahiptir.
(4) Dolgu miktarı
Aynı dolgu maddesinin miktarı, büzülme oranına farklı şekilde etki eder; eklenen miktar ne kadar fazla olursa, büzülme oranındaki azalma da o kadar büyük olur.

3. Kristalliğin azaltılması modifikasyonu
(1) Kristalleşmeyi azaltmak için katkı maddeleri ekleyin
Genellikle küçük moleküller için kristalleşmeyi azaltıcı katkı maddeleri olarak kullanılır; büyük moleküllerin düzenliliğini bozarak erimiş haldeyken eklenir, büyük moleküllerin hareketini engeller ve böylece kristalleşmeyi azaltır.

(2) Diğer reçine karışımlarını ekleyin
Örneğin, PP'ye az miktarda LDPE veya HDPE reçinesi karıştırılması, işleme sırasında PP'nin kristal özelliklerine büyük ölçüde zarar verebilir; PP'ye PE reçinesi eklenmesi durumunda ise, farklı PE içeriklerinin PP büzülme oranı üzerindeki etkisi aşağıdaki tabloda gösterilmiştir. Ayrıca, PP'ye PS, ABS, PMMA ve PC gibi kristal olmayan reçineler eklemek de mümkündür ve bu da kristalleşmeyi azaltmada rol oynayabilir.

Diğer reçinelerin eklenmesinin büzülme üzerindeki etkisi, lif ve inorganik dolgu maddelerinin eklenmesinin etkisinden çok daha azdır ve genellikle yalnızca cam elyaf takviyeli PP, büzülme üzerinde yaklaşık %50'lik bir etkiye sahip olabilir.

4. Karışık elastomer modifikasyonu
POE, EPDM, SBS vb. dahil olmak üzere çeşitli elastomerler karıştırılabilir; tüm elastomer türlerinin plastik büzülme oranı, darbe dayanımına çok yakındır.

Elastomer içeriği %5'in altında olduğunda, her bir elastomer türünün PP'nin büzülmesine etkisi temelde aynıdır. Elastomer içeriği %5'i aştıktan sonra, farklı elastomer türlerinin etki derecesi farklılaşır ve büzülme oranına olan etki sırası POE>EPDM>SBS olur; bu da elastomerlerin PP üzerindeki sertleştirici etkisiyle tutarlıdır.

Elastomerlerle karıştırılmış polipropilen (PP) içerisine inorganik dolgu maddelerinin eklenmesi, büzülmenin daha iyi azaltılmasını sağlar.

5. Kimyasal çapraz bağlama ve aşılama modifikasyonu
PP reçinesini örnek olarak ele alırsak, aşılama modifikasyonu reçinenin kristalliğini azaltarak büzülmeyi azaltma amacına ulaşılabilir. PE çapraz bağlamayı örnek olarak ele alırsak, çapraz bağlama reçinenin doğrusal genleşme katsayısını önemli ölçüde azaltarak büzülme oranını azaltma amacına ulaşılabilir.