EoW July 2010

technischer artikel

In ähnlicher Weise führte Wang u. a. 6 gepfropfte Maleinsäure-Anhydrid-EPR in ein PP-Mg(OH) 2 -Compound ein, und stellte fest, daß sich EPR-g-MA nur auf der Grenzfläche befand. verbesserte die Dispersion des Füllmaterials, was wiederumeineverbesserteSchlagfestigkeit ergab. Plentz u. a. 1 führten in deren PP-ATH-System ein funktionelles Acrylsäuren-PP ein, und haben bewiesen, daß eine verbesserte Interaktion bei der Grenzfläche zu einer Erhöhung des Schmelzflußindexes sowie der Zug- und Biegefestigkeit führt. In allen drei Fällen ergab sich eine Interaktion der funktionalisierten Addi- tive mit dem Füllmaterial, um die schädlichenWirkungen hoher Belastungen von hydrierten Mineralfüllmaterialien entgegenzuwirken. Traditionelle funktionalisierte Materialien wurden untersucht, um die Mängel der ATH-enthaltenden, flammenhemmenden Compounds zu überwinden. In der aktuellen Bewertung wird die Wirkung funktionalisierter flüssiger Polybutadiene (LPBD) mit einem geringen Molekulargewicht als Agenten der Grenzflächenveränderung in einem um 60% gefüllten Ethylen-Vinylacetat (EVA) Draht- und Kabel-(W&C) System untersucht. Ein Feedback von der Industrie zeigte, daß durch die Migration zu einer ATH-Lösung, die Zugfestigkeit, die Duktilität und der Durchfluß derart reduziert werden, daß das Material nicht imW&C funktionieren kann. Ein niedriges Molekulargewicht gilt als vorteilhaft um die Füllmitteloberfläche besser erkennen zu können sowie daran zu haften, mit entsprechender Erhöhung der Grenzflächenänderung. Der Typ und das Belastungsniveau der Funktionalität wurde variiert, damit die geeigneten chemischen Bedingungen bewertet werden, um somit die EVA-ATH-Compounds bestens zu steigern. Die Einkapselung von Mg(OH) 2

Dehnung (%) Dehnung (%)

Zugfestigkeit (MPa)

Bild 1 ▲ ▲ : Die Ergebnisse der Zugfestigkeit zwischen funktionellen und nichtfunktionellen LPBD verglichen auf Basis-EVA. Alle Produkte haben EVA weichgemacht, MALPBD jedoch ineinemgeringerenAnteil

Bild 2 ▲ ▲ : Anhand der Dehnungsergebnisse der Basisstudie wird bewiesen, daß die funktionelle Anhydrid-LPBD den EVA amwenigsten beeinflußt

Zugfestigkeit (MPa)

Rein

Rein

Bild 3 ▲ ▲ : Zugfestigkeitsergebnisse für ATH enthaltende Systeme, die beweisen, daß das funktionelle Anhydrid-LPBD die Zugfestigkeit weniger reduziert

Bild 4 ▲ ▲ : Dehnungsergebnisse für Basisstudie in EVA ATH-System, die eine Fähigkeit zur Wiederherstellung der Dehnung mit Einsatz von LBPD beweisen

2 Versuch 2.1 Eingesetzte Materialien

enthalten, Sartomer Company geliefert. In der Tabelle 1 sind die entsprechenden Eigenschaften jedes flüssigen Polybutadiens (LPBD) dargestellt, das in der vorliegenden Studie benutzt wurde. Die Materialien aus Polybutadien können als bifunktionell betrachtet werden, da in der Tabelle 1 eine Primärfunktionalität sowie ein unbestimmter Vinylgehalt dargestellt werden. Materialien, die 70% Vinyl enthalten, werden als aushärtungsaktiv betrachtet, und empfindlich gegenüber der Vernetzung bei Anwesenheit von freien Radikalen. Die 28% Vinylpolybutadiene werden dagegen als stabiler betrachtet. Das Pfropfen von Maleinsäure-Anhydrid erfolgt in der cis-trans funktionellen Gruppe der Grundstruktur des Polybutadiens, und demzufolge wird anhand des höheren Vinylgehalts, die Funktionalität gezwungen sich in allernächster Nähe zu befinden. Neben dem Mn, stellt dies ein differenzierendes Merkmal zwischen LPBD-3 und LPBD-4 dar. Die Einführung flüssiger Polybutadiene direkt in den Schmelzfluß wird wegen deren physikalischen Form untersagt. Die Haftvermittler wurden auf dem ATH in einem DLC-Träger (dry liquid carrier) in einem Mischer mit hoher Schwerwirkung vorverteilt. wurden von

Handelsübliches EVA (DuPont Elvax ® 550) mit 15% Vinylacetat nach Gewicht wurde wie geliefert eingesetzt. Die ATH Klasse C-33 mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 50µm und einer Dichte von 2,42g/cm 3 , die 35% chemisch kombiniertes Wasser enthält, wurde von Almatis Inc geliefert. Das freifließende Pulver wurde während der Herstellung chemisch nicht modifiziert und wie geliefert genutzt. Flüssige Polybutadiene mit niedrigem Molekulargewicht, die Vinyl, Maleinsäure- Anhydrid, Epoxid- oder Amin-Funktionalität

Tabelle 1 ▼ ▼ : Eigenschaften der flüssigen Polybutadiene, die in der vorliegenden Untersuchung benutzt wurden, wobei Funktionalitätstyp und Belastung, Molekulargewicht und Vinylgehalt, * innerlich epoxidiertes Polybutadien ** und tertiäres Amin-gepfropftes Polybutadien hervorgehoben werden

ID

Mn (g/mol)

Funktionalität (Typ/%)

Vinyl (%)

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%

Epoxid*/5% Amin**/5%

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EuroWire – Juli 2010