Le retrait du polypropylène est-il difficile à contrôler ? Il s'avère que ces cinq facteurs en sont responsables
July 7, 2022
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Ce texte analyse les facteurs influençant le retrait à la moulage du polypropylène (PP), inconvénient majeur lié à sa forte cristallinité. Il détaille comment les modifications — ajout de caoutchouc (POE > EPDM > SBS), de charges minérales (forme, taille, traitement de surface, dosage), de fibres (notamment verre, très efficace), de polyéthylène ou la variation de l’MFI — modulent ce retrait en altérant la cristallinité et/ou en limitant la contraction. L’objectif est d’optimiser la qualité des pièces et favoriser le remplacement des plastiques d’ingénierie.
Le polypropylèneest l'un des types de plastiques à usage général les plus utilisés. Il présente les avantages d'une faible densité, d'une bonne rigidité, d'une résistance à la déformation, d'une résistance à la corrosion chimique et d'une bonne isolation. Ses inconvénients sont une mauvaise performance d'impact à basse température, un vieillissement facile et un important retrait lors du moulage.
Les propriétés d'impact à basse température, le retrait lors du moulage et les propriétés de vieillissement thermique du polypropylène peuvent être améliorés par modification. Si le taux de retrait peut être bien contrôlé, cela revêt une grande importance pour la promotion et l'utilisation des matériaux modifiés en polypropylène, et c'est également un aspect important pour garantir la qualité des produits. En particulier, l'utilisation de polypropylène modifié pour remplacer les plastiques d'ingénierie traditionnels, le taux de retrait est très important.
La modification du polypropylène dispose d'une technologie mature en Chine, mais l'analyse du taux de retrait est relativement dispersée. Xiaoba intègre les informations existantes et fait quelques éclaircissements sur cette question, espérant fournir des idées à tous dans l'industrie.
Le retrait important lors du moulage du polypropylène est un inconvénient majeur du polypropylène lui-même, qui est principalement dû à la haute cristallinité du polypropylène. La densité spécifique du polypropylène cristallisé augmente et le volume diminue. La densité spécifique est de 0,851 et 0,936 lorsque la cristallinité est de 0 % et 100 %, respectivement. Par conséquent, le retrait lors du moulage du PP pur se situe généralement entre 1,7 et 2,2.
Contrôler le retrait lors du moulage du polypropylène consiste principalement à contrôler la cristallinité de ses matières premières lors du moulage : plus la cristallinité est petite, plus le retrait lors du moulage est faible ; inversement, plus la cristallinité est élevée, plus le retrait lors du moulage est important.

Dans les plastiques modifiés en polypropylène, l'ajout de divers modificateurs détruit la cristallinité originale du polypropylène à divers degrés, changeant ainsi le retrait lors du moulage original du polypropylène.
1. L'influence du caoutchouc sur le taux de retrait du polypropylène

Avec l'augmentation de la teneur en caoutchouc, le retrait lors du moulage a montré une tendance à la baisse. Ceci est principalement dû au fait que l'ajout de caoutchouc détruit la cristallinité du polypropylène lui-même, entraînant une diminution du taux de retrait lors du moulage, et les trois élastomères POE, EPDM et SBS ont également des effets différents sur le taux de retrait lors du moulage.
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Lorsque la teneur en élastomère est inférieure à 5 %, les effets des différents types d'élastomères sur le taux de retrait du PP sont pratiquement les mêmes. Ce n'est qu'après que la teneur en élastomère dépasse 5 % que le degré d'influence des différentes variétés d'élastomères est différent, et l'ordre d'influence sur le taux de retrait est POE>EPDM>SBS, ce qui est cohérent avec l'effet de durcissement des élastomères sur le PP.
Dans le PP, les charges inorganiques et les élastomères sont mélangés et ajoutés, et l'effet de réduction du taux de retrait est meilleur.
2. L'influence du remplissage minéral sur le retrait lors du moulage du matériau modifié en polypropylène
Les additifs minéraux pour le polypropylène incluent principalement le carbonate de calcium, le talc, la poudre de mica, etc. Il y a trois raisons principales pour l'influence des additifs minéraux sur le retrait lors du moulage des matériaux modifiés en polypropylène :
La première est que l'additif minéral lui-même ne se rétracte pas, et son ajout réduit le taux de retrait du matériau modifié en polypropylène par rapport à la proportion globale ; la deuxième est que l'ajout de l'additif minéral affectera inévitablement la cristallinité du polypropylène, affectant ainsi le taux de retrait ; La troisième est que les minéraux fins agissent comme un agent nucléant après l'ajout, modifient l'état structurel du polypropylène, empêchent la formation de grandes sphérolites et affectent également le retrait lors du moulage du polypropylène.
1) La forme du charge
Différentes formes de charges inorganiques ont des effets différents sur le retrait, et l'ordre spécifique d'influence est flocon > aiguille > particule > sphérique.
2) Taille des particules de l'agent de charge
Différentes tailles de particules du même agent de charge ont des effets différents sur le retrait. Plus la taille des particules est petite, plus la réduction du retrait est importante. Prenons comme exemple le PP chargé de talc (20 % de talc + 8 % de POE), l'effet des différentes tailles de particules de talc sur le retrait est le suivant.
3) Traitement de surface de l'agent de charge
Pour le même agent de charge, que le traitement de surface soit effectué ou non lors du mélange avec la résine a des effets différents sur le taux de retrait. L'agent de charge avec traitement de surface a un effet plus important sur le taux de retrait.
4) La quantité d'agent de charge
Différentes quantités du même agent de charge ont des effets différents sur le taux de retrait. Plus la quantité d'agent de charge ajoutée est grande, plus la diminution du taux de retrait est importante.
3. L'influence des fibres sur le retrait de moulage du matériau modifié en polypropylène
Les fibres mentionnées ici incluent divers types de fibres inorganiques et organiques. Prenons comme exemple le renforcement par des fibres de verre courtes, l'ajout de différentes teneurs de fibres de verre à la résine PP peut réduire considérablement son retrait de moulage.
Comparé aux fibres de verre courtes, les avantages des polymères renforcés par des fibres de verre longues sont un retrait plus faible et un retrait constant dans les directions longitudinale et transversale. Le retrait des polymères renforcés par des poils est inférieur à celui des polymères renforcés par des fibres de verre.
La fibre de verre a la plus grande influence sur le retrait de moulage du matériau modifié en polypropylène. Lorsque la teneur en fibres de verre atteint plus de 30 %, le taux de retrait de moulage du matériau modifié en polypropylène diminue de 1,8 à 0,5, et la fibre de verre traitée en surface a un impact plus important sur le taux de retrait de moulage que la fibre de verre non traitée.
L'ajout de fibres de verre détruit la cristallinité du polypropylène et affecte le taux de retrait, et plus important encore, la fibre de verre limite le retrait cristallin du polypropylène.
Quatrième, l'effet de l'ajout de polyéthylène sur le retrait de moulage du polypropylène.
L'ajout de polyéthylène affecte également le retrait à la moulage des matériaux modifiés en polypropylène. Bien que le polyéthylène soit également un plastique avec une haute cristallinité, le taux de retrait à la moulage est également très important, mais après avoir été ajouté au polypropylène, les degrés respectifs de cristallinité sont détruits à divers degrés, ce qui réduit le taux global de retrait à la moulage.
Il peut être mélangé avec d'autres résines, ou chimiquement réticulé et modifié par greffage.

5. L'influence du changement de l'MFI propre du polypropylène sur le retrait à la moulage.
Le retrait à la moulage du polypropylène est affecté par sa cristallinité, qui à son tour est affectée par son propre poids moléculaire. Lorsque l'MFI augmente, le poids moléculaire diminue, le taux de cristallisation augmente et le taux de retrait à la moulage augmente.
Les propriétés d'impact à basse température, le retrait lors du moulage et les propriétés de vieillissement thermique du polypropylène peuvent être améliorés par modification. Si le taux de retrait peut être bien contrôlé, cela revêt une grande importance pour la promotion et l'utilisation des matériaux modifiés en polypropylène, et c'est également un aspect important pour garantir la qualité des produits. En particulier, l'utilisation de polypropylène modifié pour remplacer les plastiques d'ingénierie traditionnels, le taux de retrait est très important.
La modification du polypropylène dispose d'une technologie mature en Chine, mais l'analyse du taux de retrait est relativement dispersée. Xiaoba intègre les informations existantes et fait quelques éclaircissements sur cette question, espérant fournir des idées à tous dans l'industrie.
Le retrait important lors du moulage du polypropylène est un inconvénient majeur du polypropylène lui-même, qui est principalement dû à la haute cristallinité du polypropylène. La densité spécifique du polypropylène cristallisé augmente et le volume diminue. La densité spécifique est de 0,851 et 0,936 lorsque la cristallinité est de 0 % et 100 %, respectivement. Par conséquent, le retrait lors du moulage du PP pur se situe généralement entre 1,7 et 2,2.
Contrôler le retrait lors du moulage du polypropylène consiste principalement à contrôler la cristallinité de ses matières premières lors du moulage : plus la cristallinité est petite, plus le retrait lors du moulage est faible ; inversement, plus la cristallinité est élevée, plus le retrait lors du moulage est important.

Dans les plastiques modifiés en polypropylène, l'ajout de divers modificateurs détruit la cristallinité originale du polypropylène à divers degrés, changeant ainsi le retrait lors du moulage original du polypropylène.
1. L'influence du caoutchouc sur le taux de retrait du polypropylène

Avec l'augmentation de la teneur en caoutchouc, le retrait lors du moulage a montré une tendance à la baisse. Ceci est principalement dû au fait que l'ajout de caoutchouc détruit la cristallinité du polypropylène lui-même, entraînant une diminution du taux de retrait lors du moulage, et les trois élastomères POE, EPDM et SBS ont également des effets différents sur le taux de retrait lors du moulage.
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Lorsque la teneur en élastomère est inférieure à 5 %, les effets des différents types d'élastomères sur le taux de retrait du PP sont pratiquement les mêmes. Ce n'est qu'après que la teneur en élastomère dépasse 5 % que le degré d'influence des différentes variétés d'élastomères est différent, et l'ordre d'influence sur le taux de retrait est POE>EPDM>SBS, ce qui est cohérent avec l'effet de durcissement des élastomères sur le PP.
Dans le PP, les charges inorganiques et les élastomères sont mélangés et ajoutés, et l'effet de réduction du taux de retrait est meilleur.
2. L'influence du remplissage minéral sur le retrait lors du moulage du matériau modifié en polypropylène
Les additifs minéraux pour le polypropylène incluent principalement le carbonate de calcium, le talc, la poudre de mica, etc. Il y a trois raisons principales pour l'influence des additifs minéraux sur le retrait lors du moulage des matériaux modifiés en polypropylène :
La première est que l'additif minéral lui-même ne se rétracte pas, et son ajout réduit le taux de retrait du matériau modifié en polypropylène par rapport à la proportion globale ; la deuxième est que l'ajout de l'additif minéral affectera inévitablement la cristallinité du polypropylène, affectant ainsi le taux de retrait ; La troisième est que les minéraux fins agissent comme un agent nucléant après l'ajout, modifient l'état structurel du polypropylène, empêchent la formation de grandes sphérolites et affectent également le retrait lors du moulage du polypropylène.
1) La forme du charge
Différentes formes de charges inorganiques ont des effets différents sur le retrait, et l'ordre spécifique d'influence est flocon > aiguille > particule > sphérique.
2) Taille des particules de l'agent de charge
Différentes tailles de particules du même agent de charge ont des effets différents sur le retrait. Plus la taille des particules est petite, plus la réduction du retrait est importante. Prenons comme exemple le PP chargé de talc (20 % de talc + 8 % de POE), l'effet des différentes tailles de particules de talc sur le retrait est le suivant.
3) Traitement de surface de l'agent de charge
Pour le même agent de charge, que le traitement de surface soit effectué ou non lors du mélange avec la résine a des effets différents sur le taux de retrait. L'agent de charge avec traitement de surface a un effet plus important sur le taux de retrait.
4) La quantité d'agent de charge
Différentes quantités du même agent de charge ont des effets différents sur le taux de retrait. Plus la quantité d'agent de charge ajoutée est grande, plus la diminution du taux de retrait est importante.
3. L'influence des fibres sur le retrait de moulage du matériau modifié en polypropylène
Les fibres mentionnées ici incluent divers types de fibres inorganiques et organiques. Prenons comme exemple le renforcement par des fibres de verre courtes, l'ajout de différentes teneurs de fibres de verre à la résine PP peut réduire considérablement son retrait de moulage.
Comparé aux fibres de verre courtes, les avantages des polymères renforcés par des fibres de verre longues sont un retrait plus faible et un retrait constant dans les directions longitudinale et transversale. Le retrait des polymères renforcés par des poils est inférieur à celui des polymères renforcés par des fibres de verre.
La fibre de verre a la plus grande influence sur le retrait de moulage du matériau modifié en polypropylène. Lorsque la teneur en fibres de verre atteint plus de 30 %, le taux de retrait de moulage du matériau modifié en polypropylène diminue de 1,8 à 0,5, et la fibre de verre traitée en surface a un impact plus important sur le taux de retrait de moulage que la fibre de verre non traitée.
L'ajout de fibres de verre détruit la cristallinité du polypropylène et affecte le taux de retrait, et plus important encore, la fibre de verre limite le retrait cristallin du polypropylène.
Quatrième, l'effet de l'ajout de polyéthylène sur le retrait de moulage du polypropylène.
L'ajout de polyéthylène affecte également le retrait à la moulage des matériaux modifiés en polypropylène. Bien que le polyéthylène soit également un plastique avec une haute cristallinité, le taux de retrait à la moulage est également très important, mais après avoir été ajouté au polypropylène, les degrés respectifs de cristallinité sont détruits à divers degrés, ce qui réduit le taux global de retrait à la moulage.
Il peut être mélangé avec d'autres résines, ou chimiquement réticulé et modifié par greffage.

5. L'influence du changement de l'MFI propre du polypropylène sur le retrait à la moulage.
Le retrait à la moulage du polypropylène est affecté par sa cristallinité, qui à son tour est affectée par son propre poids moléculaire. Lorsque l'MFI augmente, le poids moléculaire diminue, le taux de cristallisation augmente et le taux de retrait à la moulage augmente.
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