پودر والسیتونیت به‌عنوان یک پرکننده تقویت‌کننده عالی برای کامپوزیت‌های پلی‌پروپیلن (PP)، به‌ویژه در ساخت قطعات خودرو، به دلیل ساختار سوزنی منحصر به فرد و خواص مکانیکی برجسته خود برجسته شده است. این معدنی سیلیکات کلسیمی که به‌صورت طبيعی وجود دارد، وقتی به‌صورت یکنواخت در ماتریس‌های PP پخش شود، یک شبکه مقاوم ایجاد می‌کند که عملکرد ماده را به‌طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد و آن را برای تولید قطعات سبک و در عین حال مقاوم ایده‌آل می‌کند.
نسبت بالای طول به قطر (نسبت طول به قطر) پودر والسیتونیت کلید اثر تقویت‌کنندگی آن است. برخلاف پرکننده‌های کروی، ذرات سوزنی‌شکل آن در داخل ماتریس پلیمری قفل می‌شوند و چارچوب ساختاری ایجاد می‌کنند که در برابر تغییر شکل تحت تنش مقاومت می‌کند. این موضوع منجر به افزایش قابل توجهی در استحکام کششی و مدولار خمشی کامپوزیت‌های PP می‌شود. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که استفاده از 20 تا 30 درصد پودر والسیتونیت می‌تواند استحکام کششی را نسبت به PP بدون پرکننده 30 تا 50 درصد افزایش دهد و این امر به قطعات خودرو اجازه می‌دهد بدون خرابی، بارهای مکانیکی بیشتری را تحمل کنند. این موضوع به ویژه برای اجزایی مانند تیرهای صندلی، پنل‌های درب و تزئینات داخلی که نیاز به استحکام و مقاومت ضربه‌ای دارند، بسیار مهم است.
پیچیدگی، یک مشکل رایج در قطعات پلی‌پروپیلنی تزریقی که به دلیل خنک‌کاری و انقباض نامنظم ایجاد می‌شود، با استفاده از پودر والسیتایت به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. ضریب پایین انبساط حرارتی این پرکننده به ثبات ابعادی کامپوزیت در حین فرآیند خنک‌کاری کمک می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که قطعات شکل طراحی‌شده خود را حفظ کنند. این ثبات ابعادی برای قطعات خودرویی که نیاز به هم‌خوانی دقیق دارند، مانند مجموعه‌های داشبورد و پوشش‌های موتور، ضروری است، زیرا حتی پیچیدگی جزئی می‌تواند منجر به مشکلات مونتاژ یا نقص‌های عملکردی شود.
مقاومت در برابر گرما، مزیت دیگری از کامپوزیت‌های PP افزوده شده با وولاستونیت است. پلی‌پروپیلن بدون پرکننده معمولاً از دمای 100-120 درجه سانتی‌گراد شروع به نرم شدن می‌کند و این امر استفاده از آن را در کاربردهای زیرهود محدود می‌کند. با این حال، افزودن پودر وولاستونیت دمای تاب‌خوردگی حرارتی را افزایش می‌دهد و این امکان را فراهم می‌کند که ماده خواص مکانیکی خود را در دماهایی برابر یا بالاتر از 150 درجه سانتی‌گراد حفظ کند. این گسترش در عملکرد حرارتی، استفاده از کامپوزیت‌های PP را در قطعات زیرهود مانند پوشش رادیاتور، مانیفولد ورودی هوا و جعبه‌های باتری که معمولاً در معرض دماهای بالا قرار دارند، امکان‌پذیر می‌کند.
هنگام استفاده از پودر والسیتونیت در کامپوزیت‌های PP، بهره‌وری فرآیند افزایش می‌یابد. جذب رطوبت پایین پرکننده نیاز به خشک‌کردن اولیه را از بین می‌برد و در نتیجه زمان تولید و مصرف انرژی کاهش می‌یابد. خواص روان‌کنندگی آن جریان مذاب را در حین قالب‌گیری تزریقی بهبود می‌دهد و اطمینان حاصل می‌کند که قالب‌های پیچیده به‌خوبی پر شوند و زمان چرخه را کاهش دهند. علاوه‌براین، رنگ سفید والسیتونیت باعث آسان‌تر شدن تطبیق رنگ با پیگمنت‌ها می‌شود و نیاز به افزودنی‌های گران قیمت مات را از بین می‌برد و تولید قطعات با ظاهر بصری یکنواخت را تسهیل می‌کند.
صرفه‌جویی در هزینه‌ها به طور چشمگیری باعث افزایش استفاده از پودر والستونیت در کامپوزیت‌های PP خودرو می‌شود. در مقایسه با الیاف شیشه‌ای که یک پرکننده تقویت‌کننده سنتی است، والستونیت استحکام قابل مقایسه‌ای را با هزینه کمتر و فرسایش تجهیزات کمتر فراهم می‌کند. چگالی کمتر آن همچنین در کاهش وزن خودرو کمک می‌کند که یک عامل حیاتی در طراحی خودرو برای بهبود بازدهی سوخت و کاهش انتشارات است. با جایگزین کردن بخشی از پلیمر با یک پرکننده معدنی ارزان‌تر، تولیدکنندگان می‌توانند هزینه مواد را کاهش دهند بدون اینکه عملکرد را تحت تأثیر قرار دهند.
پوشش‌دهی سطحی پودر والسیتونیت با عوامل پیوندی (مانند سیلان‌ها) سازگاری آن را با پلی‌پروپیلن بهبود می‌بخشد و پراکندگی و چسبندگی در سطح پرکننده-پلیمر را افزایش می‌دهد. این پوشش‌دهی توزیع یکنواخت ذرات را تضمین می‌کند، از تجمع آن‌ها جلوگیری می‌کند و اثر تقویتی را به حداکثر می‌رساند. تأمین‌کنندگان انواع پودر والسیتونیت با اندازه ذرات کنترل‌شده (معمولاً ۱۰ تا ۴۵ میکرون) و نسبت‌های ضخامتی متفاوت (از ۳:۱ تا ۸:۱) را برای تأمین نیازهای کاربردی خاص ارائه می‌دهند، از قطعات سازه‌ای با استحکام بالا تا اجزای داخلی سبک.
×
