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Steigerung der Zähigkeit von isotaktischem Polypropylen durch Kontrolle der Morphologie mittels 1,3,5-Benzoltrisamiden

Die Fließfähigkeit von Polypropylen (PP) und damit die Verarbeitbarkeit in Spritzgießprozessen nimmt mit sinkendem Molekulargewicht zu, die Zähigkeit nimmt jedoch mit sinkendem Molekulargewicht stark ab. Dies führt oft zu einem spröden Versagen von Spritzgießbauteilen. Eine Erhöhung der Zähigkeit kann durch die Kontrolle der Kristallmodifikation und der kristallinen Überstrukturen des Polymers erfolgen. Hierfür sind jedoch in der Literatur bisher keine Erkenntnisse für PP-Typen mit hohen Fließfähigkeiten vorhanden. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es daher, mit Hilfe von Nukleierungsmitteln, die Kristallmodifikation und die kristallinen Überstrukturen eines isotaktischen Polypropylens (iPP) mit hoher Fließfähigkeit zu beeinflussen und dadurch die Kerbschlagzähigkeit gegenüber dem unnukleierten iPP um mehr als 50 % zu steigern. Weiterhin soll die mikromechanische Wirkungsweise der beta Modifikation in einem hochfließfähigen Polypropylen aufgeklärt werden. Hierfür werden verschiedene beta-Nukleierungsmittel hinsichtlich ihres Einflusses auf das Kristallisationsverhalten eines hochfließfähigen PP-Typs untersucht. Das Polymer wird bezüglich seiner Morphologie und des Anteils an beta Modifikation sowie der (bruch-) mechanischen Eigenschaften untersucht, um eine Korrelation der jeweiligen Morphologie mit den Eigenschaften aufzustellen.

Unter quasistatischer Zugbelastung kann gezeigt werden, dass die Ergebnisse aus der Literatur für Polypropylen-Typen mit einem geringeren MFR auf das hier verwendete Polymer übertragen werden können. Es kann weiterhin gezeigt werden, dass eine Shish-Kebab-Struktur des Polymers in beta Modifikation, sowohl unter quasistatischer als auch unter dynamischer Belastung zu einem verbesserten Verhalten des Materials führt. Unter schlagartiger Beanspruchung ist dieser Einfluss weniger ausgeprägt, jedoch ist eine Abweichung von der sphärolithischen Morphologie nötig, um eine Verbesserung der Zähigkeit zu erzielen. Eine Shish-Kebab-Struktur alleine (ohne beta Modifikation) ist jedoch nicht ausreichend, um die Zähigkeit zu steigern.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com
 Michaela Mörl

Michaela Mörl
Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe
Universität Bayreuth

Informationen

Freie Schlagwörter: Polypropylen, Nukleierung, Morphologie, Zähigkeit, 1,3,5-Benzoltrisamide
Institut / Lehrstuhl: Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Universität Bayreuth
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Professor Dr.-Ing. Volker Altstädt, Professor Dr. Dr.h.c. József Karger-Kocsis
Erscheinungsjahr: 2017
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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