Rheology and crystallization of PB-1 based polymer blends

In the realm of polymeric adhesives, Polybutene-1 (PB-1) stands out for its practical advantages, such as impressive initial adhesion and the ability to maintain adhesive properties even under stress and deformation. However, in addition to these merits, this material presents intrinsic challenges, especially concerning premature crystallization at the substantial shear rates it encounters during the production process. The issue of build-up (i.e. polymer accumulation on the extrusion die during extrusion coating), stemming from the combination of premature crystallization and intense mechanical stress, emerges as a noteworthy concern. These problems may manifest as an undue accumulation of material on the involved surfaces, leading to uneven adhesive distribution and compromising the cleanliness and efficiency of the production line. Effectively addressing this challenge involves understanding the conditions conducive to polymer crystallization. In this context, crystallization tests conducted through the rheometer become indispensable tools. These tests not only provide qualitative insights into the polymer's tendency to crystallize under specific conditions but also provide quantitative data for evaluating the impact of either polymer structure or process variable modifications. The information gleaned from these tests can be leveraged to optimize operational conditions, thereby minimizing premature crystallization. Furthermore, a thorough comprehension of the second phase present in PB-LW and PB-HW materials offers additional insights for interpreting crystallization timelines and mitigating undesirable effects. In essence, this thesis work endeavours to explore, through the results of crystallization tests, a comprehensive understanding of PB-1 crystallization dynamics in these two materials.

Nel contesto degli adesivi polimerici, il polibutene-1 (PB-1) si distingue per i suoi vantaggi pratici, quali un'ottima adesione iniziale e la capacità di mantenere proprietà adesive anche sotto sforzi e deformazioni elevati. Tuttavia, oltre queste qualità, questo materiale presenta sfide intrinseche, in particolare riguardo alla cristallizzazione prematura causata da elevati shear rates che incontra durante il processo di produzione. Il problema di Build-up (il deposito dell’adesivo sulla testa di estrusione in operazioni di slot-coating), derivante dalla combinazione di cristallizzazione prematura e intensi stress meccanici, risulta in una preoccupazione rilevante. Questo problema si manifesta come un accumulo di materiale sulla superficie di interesse, che compromette la pulizia e l'efficienza della linea di produzione. Affrontare efficacemente questa sfida implica la comprensione delle condizioni favorevoli alla cristallizzazione del polimero. In questo contesto, i test di reometrici di cristallizzazione diventano strumenti indispensabili. Questi test forniscono non solo indicazioni qualitative sulla propensione del polimero a cristallizzare in condizioni specifiche, ma forniscono anche dati quantitativi per valutare l'impatto delle modifiche alla struttura del polimero o alle variabili di processo. Le informazioni ottenute da questi test possono essere sfruttate per ottimizzare le condizioni operative, riducendo così la cristallizzazione prematura. Inoltre, una completa comprensione della seconda fase presente nei materiali PB-LW e PB-HW offre ulteriori spunti per interpretare le tempistiche di cristallizzazione e mitigare gli effetti indesiderati. In sostanza, questa tesi si propone di esplorare, attraverso i risultati dei test di cristallizzazione, una comprensione approfondita della dinamica di cristallizzazione del PB-1 in questi due materiali.