Nucleantes

• Cristalização começa em temperaturas mais altas, quando o polímero é resfriado

• O número de núcleos aumenta• aumenta a cristalinidade• Diminui o tamanho dos esferulitos• Aumenta o módulo elástico• Modifica as propriedades óticas• Pode modificar a Tm• Podem modificar a forma cristalina

Agentes NucleantesQuando são empregados?

São empregados em polímeros semi-cristalinos que não possuem alta velocidade de cristalização, como o PP.

Vantagens do uso de nucleantes• Aumenta a velocidade de cristalização

Aumento de produtividade/menor ciclo de moldagem• Aumenta o grau de cristalinidade

Melhoria de propriedades mecânicas (módulo e impacto)Melhoria de propriedades térmicas (HDT)Melhoria de encolhimento isotrópico (particularmente

quando são empregados pigmentos que provocam encolhimento não-homogêneo e empenamento)

Imagem de microscopia ótica da cristalização isotérmica de PP não-nucleado a 120ºC: a) após 15 min de cristalização; b) 35 min;

c) 1h 05 min e d) 1h 55 min (filme com 25 µm)

b

Imagem de microscopia ótica da cristalização isotérmica de PP com 0,5% de talco a 120ºC: a) 0 min; b) após 15 min de cristalização; c) 30 min e d) 50 min (filme com 25 µm).

b

Classe de agentes nucleantes

• Convencionais– Sais de ácidos carboxílicos (ex. Benzoato de sódio)– Cargas (talco, etc)– Pigmentos

• Avançados (surgidos nos anos 80)- Fosfatos orgânicos

Asahi Denka: NA11 e NA21- Derivados de sorbitol

Milliken (Hyper): Hyperform® HPN-68L.

Influência do tipo de agente nucleante sobre a temperatura de cristalização de PP

126,8Hyperform HPN-68L

Nucleante Hyper

125,3Organofosfato(sal)

Nucleante avançado

116,2Benzoato de sódio

Nucleante convencional

108,8-Resina não-nucleada

Tc (ºC)AgenteNucleante

PP

Meio tempo de cristalização isotérmica

Isothermal Crystallization Half Time (ICHT)

• É o tempo que o polímero necessita para cristalizar 50% de sua massa quando em cristalização isotérmica.

• É obtido através de análise de DSC isotérmica, registrando o calor liberado na cristalização com o tempo.

• No caso de material nucleado, quanto menor o tempo de ICHT, mais eficiente é o agente nucleante.

Meio tempo de cristalização de PP com diferentes agentes nucleantes a 145ºC

Temperatura de cristalização emhomopolímero e copolímeros de PP

Agente clarificantes

• Agentes nucleantes altamente eficientes para PP, capaz de produzir garrafas de alta transparência, semelhante a PET.

• Milliken Chemicals - Millad® 39881,3:2,4-bis(3,4-dimetilbenzilidenosolbitol)

PPaM – Design de preformas de PP e desenvolvimento de processos de produção de garrafas transparentes de (PPreXsolutions)

Modificação de forma cristalina por nucleação heterogênea

• Nylon-6• Processamento por injeção ou extrusão são formados cristais gama; se nucleado formam-se cristais alfa.

• Polipropileno• Processamento por extrusão ou injeção produz cristais alfa; quando nucleado com quinacridona, aparecem cristais beta.