Cinco métodos de modificação da contração de polímeros: quantos você conhece?

Quanto menor a contração do polímero, maior será a precisão dimensional do produto. Abaixo, segue uma breve descrição de alguns métodos de modificação que reduzem efetivamente a contração dos polímeros.

1. Todos os tipos de fibras são preenchidos e modificados.

As fibras aqui referidas incluem todos os tipos de fibras inorgânicas e orgânicas. Tomando como exemplo o reforço com fibra de vidro curta, a adição de diferentes quantidades de fibra de vidro à resina de PP pode reduzir substancialmente a sua contração durante a moldagem.

Polímeros reforçados com fibras longas de vidro apresentam a vantagem de menor contração e contração consistente nas direções longitudinal e transversal, em comparação com fibras curtas de vidro. Polímeros reforçados com whiskers apresentam menor contração do que polímeros reforçados com fibras de vidro, como pode ser observado na comparação da contração entre polímeros reforçados com fibras de vidro e polímeros reforçados com whiskers de sulfato de cálcio.Materiais PP e ABSé mostrado abaixo.

2. Modificação do enchimento com carga inorgânica

Os materiais de enchimento inorgânicos incluem especificamente talco, carbonato de cálcio, sulfato de bário, pó de mica, wollastonita e montmorilonita, etc. Diferentes materiais de enchimento têm efeitos diferentes na taxa de retração.

(1) Forma do enchimento
Diferentes formatos de cargas inorgânicas têm efeitos distintos na taxa de contração, sendo o impacto específico no tamanho a seguinte ordem: flocos > agulhas > grânulos > esferas.

(2) O tamanho das partículas do enchimento
Partículas de tamanhos diferentes do mesmo material de enchimento têm efeitos distintos na taxa de contração; quanto menor o tamanho da partícula, maior a redução na taxa de contração. Tomando como exemplo o PP com talco (20% de talco + 8% de POE), o efeito de diferentes tamanhos de partículas de talco na taxa de contração é o seguinte.

(3) Tratamento de superfície do enchimento
O mesmo material de enchimento, independentemente de ser tratado superficialmente ou não quando laminado com resina, tem um efeito diferente na taxa de contração. O tratamento superficial do material de enchimento tem um efeito maior na taxa de contração.
(4) A quantidade de enchimento
A quantidade de enchimento adicionada influencia a taxa de encolhimento; quanto maior a quantidade adicionada, maior a redução no encolhimento.

3. Redução da modificação da cristalinidade
(1) Adicionar aditivos para reduzir a cristalização
Comumente utilizado como aditivo para reduzir a cristalização de moléculas pequenas, é adicionado ao estado fundido quando a regularidade das moléculas grandes é quebrada, dificultando o movimento destas e, assim, reduzindo a probabilidade de cristalização.

(2) Adicionar outras misturas de resina
Por exemplo, pequenas quantidades de resina LDPE ou HDPE misturadas ao PP podem prejudicar significativamente as propriedades cristalinas do PP durante o processamento. A adição de resina PE ao PP, por exemplo, pode ter seu impacto na taxa de contração em função do teor de PE, conforme mostrado na tabela abaixo. Além disso, também é possível adicionar resinas não cristalinas, como PS, ABS, PMMA e PC, ao PP, o que também pode contribuir para a redução da cristalização.

O efeito da adição de outras resinas na contração é muito menor do que o efeito das fibras de enchimento e dos materiais de enchimento inorgânicos, e geralmente apenas o PP reforçado com fibra de vidro pode ter um efeito na contração de cerca de 50%.

4. Modificação de elastômeros mistos
Podem ser misturados elastômeros, incluindo POE, EPDM, SBS, etc., sendo que a taxa de retração do plástico de todos os tipos de elastômeros é muito próxima à do impacto.

Quando o teor de elastômero é inferior a 5%, o efeito de cada tipo de elastômero na contração do PP é basicamente o mesmo. Somente após o teor de elastômero ultrapassar 5%, o grau de influência das diferentes espécies de elastômero diverge, e a ordem de influência na taxa de contração é POE > EPDM > SBS, o que está de acordo com o efeito de tenacificação dos elastômeros no PP.

A utilização de cargas inorgânicas em PP misturado com elastômeros resulta em uma melhor redução do encolhimento.

5. Reticulação química e modificação por enxertia
Tomando como exemplo a resina PP, a modificação por enxerto pode reduzir a cristalinidade da resina, atingindo assim o objetivo de reduzir a contração. Tomando como exemplo a reticulação do PE, a reticulação pode reduzir significativamente o coeficiente de expansão linear da resina, atingindo assim o objetivo de reduzir a taxa de contração.