EuroWire July 2017

Technischer artikel

Dies zeigt, dass MV IS79 fast völlig vulkanisiert war. Gleichfalls wurde die Menge an unreagiertem Peroxid der MV TPV-Compounds errechnet, in Anbetracht, dass MV TP79 A, B und MV TP79 C jeweils mit 75% und 70% ungehärteten MV IS79 formuliert wurden. Aus den gesammelten und in der Abb. 4 dargestellten Daten ausgehend, ergab sich, dass das in MV TP79 A erfasste Restperoxid zirka 4% (ΔH = -0,27 J/g) und MV TP79 B zirka 5% (ΔH = -0,33 J/g) entsprach. Für MV TP79 C lag das errechnete Restperoxid um 11% (ΔH = -0,68 J/g). Diese Ergebnisse bestätigen zweifelsfrei die fast vollständige Zersetzung des anfänglichen Peroxids während der dynamischen Vulkanisation. 2.3 Rheologie Rheologische Studien sind von wesentlicher Bedeutung, um das Extrusionsverhalten der Compounds vorauszusehen. Demzufolge haben wir die Rheologie bei scheinbaren Schergeschwindigkeiten von 200 s-1 bis 1s -1 in einem Kapillarrheometer vom Typ Göttfert Rheograph 2002 untersucht. Das L/D des Kapillars lag bei 30 und die Messungen fanden bei 180°C statt. Die Temperatur wurde ausgewählt, um die vollständige Fusion des PP zu ermöglichen. In der Regel sind standardmäßige Compounds wie MV IS79 bei 125°C vor dem Aushärtungsschritt gekennzeichnet, dennoch ist das PP bei dieser Temperatur nicht geschmolzen, was irreführende Ergebnisse ergibt. Wegen der hohen Prüftemperatur wurde MV IS79 ohne Peroxid untersucht, um die Zersetzung von Peroxid während der Analyse zu verhindern. Wie zuvor erwähnt, wurden die Referenzcompounds MV Ref AB und C in dieser Studie eingeschlossen, um die Änderung des rheologischen Verhaltens als Folge der dynamischen Vulkanisation zu betonen. Die Diagramme der scheinbaren Scherbeanspruchung in Abhängigkeit der scheinbaren Schergeschwindigkeit sind in der Abb. 5 dargestellt. Die Reaktion von MV IS79 ist typisch für EPDM/PE-basierte Compounds: die Scherbeanspruchung nimmt schnell in einer fast linearen Weise ab, indem die Schergeschwindigkeit sinkt. Geringe Abweichungen von einer perfekten Linearität können festgestellt werden und werden in der Regel EPDM-Kautschuk zugeschrieben.

MV Ref AB und C weisen dasselbe Modell auf, mit der Scherbeanspruchung auf niedrigere Werte übertragen. Diese Wirkung wird durch die thermoplastische Phase verursacht, die eine niedrigere Viskosität bei dieser Temperatur zeigt. durch die Erhöhung des Gehalts an PP, die Scherbeanspruchung ab. Wegen der unterschiedlichen Beschaffenheit der MV TPV-Compounds, ist deren rheologisches Verhalten sehr unterschiedlich [6,7] . Im Wesentlichen ergibt sich eine derartige unterschiedliche Beschaffenheit durch die elastische Reaktion der elastomerischen vernetzten Partikeln, was bei niedrigen Scherbeanspruchungen vorherrschend ist. Bei hohen Scherbeanspruchungen unterliegt im Gegensatz das Verhalten der TPV-Compounds der thermoplastischen Phase. Infolgedessen weisen die drei MV TPV-Compounds ein ähnliches Verhalten wie das der Referenzcompounds bei hohen Schergeschwindigkeiten auf. Bei niedrigen Schergeschwindigkeiten sind die Kurven ansonsten deutlich abweichend. Fokussiert man sich nur auf die MV TPV-Compounds, wie bereits für die MFI im Abschnitt 2.1 erwähnt, durch das sorgfältige Abwägen der Components und einer richtigen Auswahl des PP, wird es ermöglicht, das rheologische Verhalten der TPV MV-Compounds „abzustimmen“, indem die thermomechanischen Eigenschaften erhalten bleiben oder sogar verbessert werden. In dieser Hinsicht, zeigt MV TP79 C niedrigere Beanspruchungen d. h. Viskosität auf, bis zu sehr niedrigen Schergeschwindigkeiten gemeinsam mit den besten thermomechanischen Eigenschaften unter den erforschten TPV MV-Compounds. Dementsprechend, nimmt

Hitze file Endo oben

Temperatur [ºC]

▲ ▲ Abb. 4 : DDK-Analyse von MV TP79 A (oben), MV TP 79 B (Mitte) und MV TP79 C (unten)

Scheinbare Scherrate [S -1 ]

Scheinbare Scherspannung [Pa]

Die Rheologie und die mechanischen Eigenschaften beider Referenzcompounds wurden im Vergleich zu den in diesem Artikel beschriebenen MV TPV-Compounds analysiert, um unser Potential aufzuzeigen TPV-Compounds reproduzierbar und kontrolliert herzustellen. 2.2 DDK-Analyse Um das in den Compounds nach dem Härtungsverfahren verbleibende, unreagierte Peroxid zu bestimmen, wurde die DDK durchgeführt. Die Spektren wurden in einem Perkin-Elmer DSC 6000 in einer inerten Stickstoff-Atmosphäre von 0°C bis 230°C gemessen, mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 20°C/min, nachdem die Proben erwärmt und auf 0°C mit einer 10°C/min Geschwindigkeit abgekühlt wurden. Dieser Ablauf wurde drei Mal wiederholt. Da jedoch das Ziel dieser Studie darin lag, das Verhältnis zwischen anfänglichem und restlichem Peroxid (nach der Aushärtung oder dynamische Vulkanisation) zu quantifizieren, wird nachfolgend lediglich das erste Heizzyklus präsentiert und ungehärtete MV IS79 analysiert - das 100% des unreagierten Peroxid enthält - und als Referenz verwendet. Entsprechend der in der Abb. 3 dargestellten DDK, entsprach die aus der Peroxidzersetzung bewertete Reaktionsenthalpie (ΔH) -8,97 J/g. In derselben Abbildung wird das DDK-Diagramm des gehärteten MV IS79 (10 Minuten bei 180°C) dargestellt. Ein ΔH-Wert von -1,16 J/g wurde erfasst, was einer Restmenge von zirka 13% des unreagierten Peroxid entspricht. ▲ ▲ Abb. 5 : Scheinbare Scherbeanspruchung abhängig von der scheinbaren Schergeschwindigkeit, bei 180ºC der MV-Isoliermischungen gemessen. Punktierte Linien: Referenzmischungen diskutiert. Zunächst wurde das

▼ ▼ Abb.

6 :

Spannungs-Dehnungs-Diagramme

der

MV-Isoliermischungen.

Punktierte

Linien:

Referenzmischungen

TS [N/mm 2 ]

EB [%]

▼ ▼ Tabelle 3 : Prüfungen des Wärmedrucks und der Längsschrumpfung bei 130ºC der MV TPV-Compounds

MV TP79 A

MV TP79 B

MV TP79 C

Wärmedruckprüfung 1 [%] Längsschrumpfung 1 [%] 1 CEI 20-86; 2 Nicht anwendbar

n.a. 2

27 11

3 2

14

48

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