Vliv přídavku polypropylenu roubovaného maleinanhydridem na účinnost specifické nukleace

Bc. Marek Štefka

Master's thesis

Effect of Addition of Maleic Anhydride Grafted Polypropylene on Specific Nucleation Efficiency

Abstract:

Cílem této diplomové práce je studovat vliv přídavku polypropylenu roubovaného maleinanhydridem na účinnost specifické nukleace. Izotaktický polypropylen se komerčně velmi využívá na různé aplikace, protože poskytuje dobré vlastnosti při nízké ceně a je snadno zpracovatelný. Polypropylen je však nepolární, neobsahuje funkční skupiny, takže jeho roubování značně rozšiřuje aplikační potenciál. Nejvýznamnějším komerčním funkcionalizovaným polypropylenem je polypropylen modifikovaný maleinanhydridem (PP-g-MAH). Některé aplikace vyžadují buď vyšší houževnatost použitého polypropylenu, čehož můžeme docílit přídavkem beta-nukleačního činidla, anebo snížení zákalu pomocí alfa-nukleačního činidla. U připravených směsí byla charakterizována nadmolekulární struktura, tepelné a optické vlastnosti. Tyto vlastnosti byly zkoumány pomocí zkoušky tahem, rázové houževnatosti metodou Charpy, diferenciální snímací kalorimetrií, širokoúhlé rentgenové difrakce, spektrofotometrií a polarizačním mikroskopem. Pomocí zvolených metod byl u vzorků stanoven modul pružnosti, napětí při přetržení, teplota tání, teplota krystalizace a zakalenost. Bylo zjištěno, že přídavek PP-g-MAH může zlepšit optické vlastnosti směsí, nicméně méně než zjasňovací činidla. Dále bylo prokázáno jednak zvýšení rázové houževnatosti, jednak snížení modulu pružnosti v případě alfa- i beta-nukleovaných směsí. Rovněž bylo prokázáno, že je schopen urychlit krystalizaci a tím zlepšit zpracovatelské časy.

Abstract:

This Master thesis aims to investigate the effect of addition maleic anhydride-grafted polypropylene on specific nucleation efficiency. The isotactic polypropylene is commercially used for very different applications, because it provides good properties and excellent processing in low price. However, polypropylene is non-polar, free of functional groups, so that the functionalization greatly extends the application potential. The most important commercial functionalized polypropylene is polypropylene grafted maleic anhydride, because of good combination of low prices of maleic anhydride, high efficiency and good processability. On the other hand some applications require either a higher toughness of used polypropylene which can be achieved by adding a beta-nucleating agent or reducing haze by using an alfa-nucleating agent. The supramolecular structure, thermal and optical properties of the prepared mixtures were characterized by using a tensile test, Charpy impact strength, differential scanning calorimetry, wide-angle X-ray diffraction, spectrophotometry and polarization microscopy. The impact toughness, tensile stress, melting temperature, crystallization temperature and haze were determined with the help of the selected methods. It was found that the addition of PP-g-MAH can improve the optical properties of the blends, however less than the clarifying agents. Furthermore, on the one hand an increase in impact strength was demonstrated, and on the other hand a decrease in the modulus of elasticity in the case of alfa- and beta-nucleated blends. It has been shown to be able to make quicker crystallization and thereby improve processing times as well.

Keywords

Klíčová slova, polypropylen, polypropylen roubovaný maleinanhydridem, polymorfismus, nukleace, nukleační činidla

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 5. 2023

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Lenka Gajzlerová, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Polymer Engineering / -