第３期（２００６） 金山油化纤
ＰＰ／ＰＥＴ合金纤维的制备及其力学性能研究
郭林锋骆唐文王依民
（东华大学化学纤维研究所，上海２０００５１）
摘要：在聚丙烯（ＰＰ）与聚苯对二甲酸乙二酯（ＰＥＴ）共混体系中添加增容剂ＰＰ—ｇ—ＡＡ，用扫描电镜对共混挤出物
的断面进行观察，结果发现：增容剂的加人大大改善了ＰＰ与ＰＥＴ两相的相容性，增容剂的最佳添加量为ＰＥＴ质量的５０％。
用ＰＰ／ＰＥＴ共混物制备了合金纤维，观察了纤维断面形貌，并测试了这种合金纤维的力学性能，发现ＰＰ／ＰＥＴ／ＰＰ—ｇ一从
质量比为９０：１０：５时，合金纤维的力学性能最好。
关键词：聚丙烯（ＰＰ）聚酯（ＰＥＴ）共混增容剂相容性合金纤维
聚丙烯（ＰＰ）具有许多优异的性能：质轻，无
毒，电绝缘性能、化学稳定性好，易加工成型…，
因而用途很广。但ＰＰ的一些缺点限制了其应用
领域的进一步扩大，比如，由于ＰＰ分子链中甲基
（一ＣＨ ）的存在，分子链柔性下降，结晶度高，晶
粒粗大，成型加工时收缩率高，产品脆性大、韧性
差 。特别是由于模量较低，限制了ＰＰ纤维在
服装和产业用品领域中的应用。
选用增容剂ＰＰ—ｇ—ＡＡ，通过共混提高ＰＰ
与聚对苯二甲酸乙二酯（ＰＥＴ）的相容性，并用共
混粒料制备了合金纤维。力学性能测试表明：
ＰＥＴ的质量分数低于２０％时，合金纤维的强度、
模量均有较大的提高，伸长率也大大降低。
１ 实验部分
１．１主要原料
ＰＥＴ切片，上海联吉合纤有限公司生产，特性
黏度［叼］为０．６５；
ＰＰ，上海石化股份有限公司生产，纺丝级，熔
体流动速率为ｌ６ ｇ／１０ｍｉｎ；
ＰＰ—ｇ—ＡＡ，沈阳金维斯橡塑科技有限公司
生产，接枝率为３％。
１．２实验
１．２．１原料干燥
将ＰＥＴ置于真空转鼓烘箱内，在９０℃下保 持２ ｈ使其预结晶，然后在１２０ ｏＣ下干燥２４ ｈ以
上。
将ＰＰ置于真空转鼓烘箱内，于１２０ ｏＣ干燥
１２ ｈ。
ＰＰ／ＰＥＴ共混粒料与ＰＥＴ的干燥条件相同。
聚烯烃的改性技术进展
【摘要】聚烯烃材料具有原料来源丰富、价格低廉、加工成型方便、综合性能好等许多优点，已经成为目前市面上产量最大、应用最广的一类高分子材料。然而聚烯烃材料本身所存在的耐热性能差、加工尺寸精度差、易老化等缺陷严重影响了应用领域的拓展，为了改善这些不足，对聚烯烃材料进行改性备受关注。对聚烯烃进行改性的常用方法可分为填充改性、共混改性、形态控制改性、界面相容化改性几大类。
【关键词】导热塑料；国内外；研究进展
1 填充改性技术的研究进展
填充改性具有效果明显、工艺简单、成本低等优点，是工业上最常用的塑料改性方法。能当作填充改性填料的物质必须满足一些基本条件[1]：耐热性好，加工过程不分解而损害材料使用性能；分散性好，加入后不过多损害加工性能；不与基体材料发生不良化学反应；在成型后的制品中不会发生表面析出；价格便宜，来源丰富等。填充改性按填充物种类可分为无机填充和有机填充两类。
无机填充改性指在材料中添加无机填料。常被用做无机填料改性聚烯烃材料的主要有：氧化物类；氢氧化物类；碳酸盐类；硫酸盐类；碳素；硅酸盐。
有机填充改性是在材料中添加有机填料物质。常被用作有机填料填充聚烯烃的主要有：天然纤维素纤维类、有机合成纤维类以及有机阻燃剂类等。其中用天然有机木粉填充聚烯烃材料制备的木塑复合材料是目前许多国家致力于工业化的一个热点，这类复合材料综合了植物纤维和聚烯烃塑料二者的优点，能有效地缓解过度开发而引发的资源贫乏、木材短缺等问题，是一种资源节约型、环境友好型的复合材料[2]。
除此之外，目前一些国内外学者也致力于开发一些有机-无机杂化填充的聚烯烃复合材料，以在成本和性能等方面求得平衡。如Mohanty [3]等人通过熔融挤出制备了一种剑麻纤维和玻璃纤维杂化增强的PP复合材料，最终得到一种成本低廉、综合性能很好的有机-无机纤维杂化增强PP材料。
2 共混改性技术的研究进展
共混改性是在树脂基体中混入一种或多种其他高分子物质，因此共混物也被称为聚合物合金。共混改性是开发新型高分子材料的一种最有效途径，它主要应用于以下几个方面：
研究与开发合成树脂及塑料,2006,23(6):7CHINASYNTHETICRESINANDPLASTICS
热处理对PP/PET共混体系结晶及力学性能的影响
侯静强1,2 周晓东1# 王秋峰1 周雷行1(1.华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海,200237;2.华东理工大学化学与分子工程学院,上海,200237)摘 要: 研究了热处理对聚丙烯(PP)/聚对苯二甲酸乙二酯(PET)共混体系结晶、熔融行为及力学性能的影响。结果表明:适当地对共混体系进行热处理,可有效改善材料的拉伸性能及弯曲性能,拉伸强度及弯曲强度最大增幅分别可达13%和33%。PP/PET共混体系力学性能的增加在于体系中聚合物结晶结构的完善、结晶度的提高以及热应力的消除,其中,PP的结晶度变化较大,由处理前的37.1%增加到处理后的52.1%。关键词: 聚丙烯 聚对苯二甲酸乙二酯 热处理 结晶 力学性能中图分类号: TQ325.14 文献标识码: B 文章编号: 1002-1396(2006)06-0007-05 通过改性使通用聚烯烃高性能化、功能化,已成为获得新材料的重要途径。聚丙烯(PP)与聚对苯二甲酸乙二酯(PET)共混,可望提高PP的强度、模量、耐热性及表面硬度,有利于拓展PP的应用范围。人们对PP/PET共混体系的相容性已进行了大量的研究,获得了一些有效的增容方法[1,2]。PP、PET都是具有一定结晶性的聚合物,两者共混必将对各自的结晶过程产生影响。对于PP来说,PET分子链的存在及其在较高温度下即冻结而丧失流动性,可阻碍PP分子链的规整排列及其结晶过程。对聚合物进行热处理,不仅可以消除材料内部热应力,而且能促进聚合物分子链运动重排,有利于结晶结构的完善及结晶度的提高。本工作研究了热处理对PP/PET共混体系结晶行为及力学性能的影响。1 实验部分1.1 原料PP,Y1600,中国石化上海石油化工股份有限公司塑料事业部生产;PET,CB608,台湾远东纺丝股份有限公司生产;马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH),采用固相接枝法自制;抗氧剂1010、抗氧剂168,上海汽巴高桥化学有限公司生产。1.2 仪器与设备GE2.8.30-41型双螺杆挤出机,卢森堡Mapre公司生产;TTI-220/80型注塑机,东华机械制造有限公司生产;101A-1型干燥箱,上海实验仪器厂生产;Diamond型差示扫描量热仪,美国珀金埃尔仪器有限公司生产;D/MAX2550VB/PC型广角X射线衍射仪,日本Rigaku公司生产;CMT-4204型电子万能测试机,深圳市新三思实验设备有限公司生产。1.3 试样制备与测试原材料经干燥,按w(PP)为87%、w(PET)为10%、w(PP-g-MAH)为3%配料,再加入抗氧剂1010(质量分数0.5%)、抗氧剂168(质量分数0.3%),经预混后通过双螺杆挤出机挤出,挤出机温度控制在130~275e,水冷造粒。粒料经烘干后,注塑成标准样条,注塑机温度控制在215e。将注塑样条置于一定温度的干燥箱中,经过一定时间后取出、冷却。差示扫描量热法(DSC)分析:根据熔融曲线的熔融热焓及100%结晶试样的熔融热焓,计算共混体系中PP和PET的结晶度。广角X射线衍射(WAXD)分析:采用广角X
聚丙烯(PP)是目前用量最大的通用塑料之一，具有质轻、无毒、电绝缘性能和化学稳定性好、易成型加工等优点，因而广泛应用于各个领域。但PP也存在低温脆性、机械强度及硬度较低、成型收缩率大等缺点。聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是一种重要的工程塑料，具有较高的拉伸强度、刚度和硬度，良好的耐磨性、耐蠕变性，并且能在较宽的温度范围内保持这种良好的力学性能。但是由于PET的玻璃化温度和熔点比较高，在通常加工温度下，结晶速度较慢，冲击韧性差，因而阻碍了PET树脂在某些方面的应用。针对PET和PP的缺点，人们一直致力于对其进行改性。将两者进行共混，能进一步优化其性能。PET可提高PP的强度、模量、耐热性、表面硬度；而PP则能提高PET的加工、冲击、耐环境应力开裂等性能。
PP/PET是典型的热力学不相容体系，所以必须选用合适的增容剂对其进行高效的增容，以提高二者相容性，减小界面张力，增加界面黏结强度，减小分散相相畴尺寸。用于PP/PET共混体系的增容剂主要有两类：一类是PP接枝共聚物，即PP-g-MAH、PP-g-MI、PP-g-AA、PP-g-GMA以及PP接枝马来酸酐的衍生物等，也有将PP和PET直接反应生成接枝共聚物；另一类是其他接技共聚物，主要有SEBS-g-MAH、LLDPE-g-MAH、SEBS-g-GMA和EPDM-g-GMA等
本实验以PP为主要组分，在PP/PET中添加乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)作为增容剂，旨在改善PP/PET共混合金的界面相容性。通过SEM观察和力学性能数据分析，判断POE-g-MAH增容效果，通过加工流变性能测试考察共混合金的加工性能。
（1）由于POE-g-MAH对PP/PET共混合金的反应性增容作用，提高了两相间的相互作用，促进了分散相PET粒子的细化，改善了共混合金的相形态结构。
（2) POE-g-MAH的加入，在一定范围内提高了共混合金的拉伸强度。同时共混合金的断裂伸长率、冲击强度均随着增容剂用量的增加而逐步提高，但是弯曲强度略有下降。综合分析，POE-g-MAH用量为7 phr时，共混合金具有优良的力学性能。
