Mechanisches Werkstoffverhalten von olefinkautschukmodifiziertem Polypropylen

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Frank Raue

Kurzfassung

Olefinkautschukmodifizierte Polypropylene haben besonders im Automobilsektor große Bedeutung erlangt. Ihre Herstellung mit Hilfe des Compoundierprozesses erlaubt die relativ einfache Einstellung eines gewünschten Eigenschaftsprofils innerhalb eines weiten Eigenschaftsspektrums. Mit der Entwicklung von hocheffektiven Metallocen-Katalysatoren zu Beginn der 90er Jahre konnten metallocenpolymerisierte Polyethylene (mPE) mit kautschukartigen Eigenschaften synthetisiert werden, die anstelle des üblicherweise verwendeten EPDM zur Modifizierung von PP eingesetzt werden können.
In dieser Arbeit wird olefinkautschukmodifziertes Polypropylen unter Variation der Kautschukart, des Kautschukanteils sowie der Verarbeitungsparameter beim Compoundieren und Spritzgießen hinsichtlich der statischen und dynamischen Eigenschaften untersucht. Dabei stellt sich mPE als effektiver Schlagzähmodifizierer dar. Der Einfluß des Oktengehalts des mPE wirkt sich hier stärker aus als der des Molekulargewichts. Auf die Blendeigenschaften haben die Fließfrontgeschwindigkeit und die Massetemperatur beim Spritzgießen den größten Einfluß. Die dynamischen Eigenschaften werden mit dem Hysteresis-Meßverfahren beurteilt.
Außerdem wird eine Methodik zur Korrelation der Kriechdeformationen unter statischer und dynamischer Belastung vorgestellt. Mit dem entwickelten Verfahren kann aus wenigen dynamischen Versuchen das statische Kriechen extrapoliert werden. Durch Umkehrung des Verfahrens läßt sich das dynamische Verhalten für verschiedene Belastungsverhältnisse abschätzen.

Abstract

Polypropylene modified with olefinic rubber has gained great significance in the automobile industry. The compounding process allows for a relatively easy adjustment of the material properties according to the demand ("tailor made properties"). With the development of highly effective metallocene catalysts, metallocene polymerized polyethylene (mPE) became available. mPE showing rubberlike behaviour may be a substitute for the EPDM, commonly used for modifying polypropylene.
In this work, the static and dynamic properties of PP modified with olefinic rubber are examined under variation of rubber type, rubber content and processing parameters in the compounding and injection moulding process. The results show the effectiveness of mPE as a toughening modifier. The influence of the octene content of the mPE appears to be greater than that of the molecular mass. In injection moulding flow velocity and mass temperature have the greatest effect on the blend properties. The dynamic properties are evaluated with the hysteresis measurement method.
Also, a method for the correlation of the creep deformation under static and dynamic loading is introduced. With the developed procedure, few shortterm dynamic tests yield the creep deformation under static load by means of extrapolation. Conversly, starting from a static creep experiment, the deformation under dynamic loading conditions can be approximated for different stress ratios.

145 Seiten
ISBN 3-931864-14-6

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Lydia Lanzl, M.Sc.