pp增韧及pp、pe共混
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关于聚烯烃(聚丙烯、聚乙烯)共混改性的现代研究摘要随着当今社会的快速发展和科学技术的不断进步,高分子材料在工农业中应用的比重也在不断增加,并得到了广泛的应用。
由于塑料是高分子材料发展的重要内容之一,PP在使用过程中,不仅应该具有较高的强度,也应该有良好的韧性。
因此对通用大品种树脂聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)开展改性研究一直是高分子材料科学研究领域的重要课题。
关键词聚烯烃;聚丙烯;聚乙烯;共混改性前言众所周知,PP和PE是重要的通用大品种树脂,聚丙烯(PP)具有比重小、耐应力开裂性和耐磨性能突出、较好的耐热性和化学稳定性等优点,但脆性和低温抗冲击性能差。
聚乙烯(PE)具有优良的电绝缘性、耐化学性、耐低温性和良好的加工流动性等特点,但耐热性差、耐大气老化性能差以及易应力开裂等缺点也相当突出。
因此聚丙烯和聚乙烯的改性研究已经成为目前高分子材料科学研究的重点,本文主要对聚丙烯(PP)与聚乙烯(PE)的共混改性进行研究与探讨。
1 聚烯烃概述1.1 聚丙烯聚丙烯(即)是非常重要的廉价通用高分子材料,它具有比重小、耐应力开裂性和耐磨性能突出、较好的耐热性和化学稳定性等优点,广泛用于薄膜、管材、板材、注射产品及中空制品中。
聚丙烯相对低的价格和适宜的特性提高了它的市场效能,不仅用做其他材料的替代物,而且也不断地开发出一些新的应用[1]。
1.2 聚乙烯聚乙烯工艺化已有60多年的歷史,聚乙烯现在是世界上产量最大、品种繁多的最重要的合成树脂之一。
其应用已深入到国民经济的各个部门和人们的日常生活中。
历经半个多世纪的开发,现在已能生产各种类型和品级的聚乙烯树脂,可以做成不同形式、不同用途的系列制品。
在满足最终用途的前提下,与其他聚合物和非聚合物材料相比,聚乙烯树脂以其价廉质优而具有强劲的市场竞争力,已发展成生产量大、用途宽广的最重要的一类通用树脂。
2 聚烯烃(聚丙烯,聚乙烯)共混改性方法2.1 塑料增韧PP采用塑料类作为PP增韧改性的改性剂,不仅可以达到增韧的目的,而且可使材料的耐磨性、染色性等得到改善,且价格低廉。
本文摘自再生资源回收-变宝网()盘点:PP增韧的8种方法1、PP/PA6增韧体系PP/PA6共混体系可改善两者本身固有缺点,使材料具有优良的综合性能指标,选取15%PA6加入PP中,可使其冲击强度提高50%,拉伸强度下降13.8%;如再加入5%PP-g-MAH 作为相容剂,其冲击强度可提高113%,拉伸强度下降2.7%。
2、PP/EVA增韧体系EVA在增韧PP的同时,还可以提高断裂伸长率、熔体流动指数和表面光泽度。
所选用的EVA中VA的含量为14%-18%之间。
用20%EVA-15增韧PP,其冲击强度提高12倍之多,刚性下降幅度小,其成本又低于弹性体或橡胶增韧PP,综合性能优于PP/EPDM体系。
3、SBS增韧PP体系SBS对PP的增韧效果不如EPDM,但可用于一般应用场合。
研究表明,当SBS的含量在0-10份之间时,冲击强度随加入量增大而增大;超过15份后,冲击强度反而下降。
用SBS与PP制成的耐冲击型PP的常温和低温冲击性能可分别提高5倍和10倍。
具体配方为PP:SBS:CaCO3=48:40:12时,相关性能的悬臂梁冲击强度为70kj/m2。
4、BR增韧PP体系顺丁橡胶(BR)具有高弹性、良好的低温性能(玻璃化温度-110℃)、耐磨性、耐挠曲性等优点,BR的溶解度参数与PP接近,与PP的相容性好,增韧效果好。
5、MPE/PP增韧体系MPE具有非常低的玻璃化温度,而且断裂伸长率很大,非常适合于PP的增韧改性。
MPE对PP有较好的增韧效果,在PP中加入40%MPE,于-30℃下的缺口冲击强度超过纯PP的20倍,约为同等质量份数EPDM增韧效果的9倍。
另外还发现,用MPE增韧PP,复合材料具有较低的拉伸永久变形、压缩永久变形和蠕变变形,卓越的低温性能和加工性能,成为EPDM的强有力竞争者。
6、SBS增韧PP体系SBS对PP的增韧效果不如EPDM,但可用于一般应用场合。
研究表明,当SBS的含量在0-10份之间时,冲击强度随加入量增大而增大;超过15份后,冲击强度反而下降。
低密度聚乙烯(LDPE)共混改性聚丙烯(PP)一、实验目的通过本实验,使学生初步了解和掌握聚丙烯的性能以及聚合物共混改性的方法;了解标准试样的制备方法;了解并掌握简单的聚合物复合材料的表征方法和测试手段,为毕业论文实验打下良好的基础。
聚丙烯(PP)的合成和应用可以追溯到上1950年,一位名叫Natta 教授成功地在实验室合成聚丙烯[1]。
大半个世纪过去,几代科研人员的投入大量精力,已经把聚丙烯从实验室产品开发成为富有功能的合成树脂的主导成员。
现今,聚丙烯是热塑性树脂中发展很成熟的种类之一。
我国对聚丙烯的基础性研究已有半个世纪,生产技术从催化剂的获得到聚合工艺的精进,以及新产品和新应用领域的开发都有很大进步,然而,同国外同行研究成绩相比,我国从聚丙烯产品的开发到应用均还存在差距,因此,聚丙烯领域的相关研究还有很大空间[2]。
聚丙烯与聚乙烯,聚氯乙烯,聚苯乙烯,ABS 组成五大通用塑料,其增长速度最快、开发潜力最大的一类树脂[3]。
聚丙烯作为热塑性树脂,具有很好的实用性,并且价格低廉,在人们的日常生活和工业生产制造等多个领域到处都发挥着重要作用。
聚丙烯(PP)具有比重小、耐热性好、耐腐蚀性好、成型加工容易、力学性能优异且原料来源丰富、价格低廉等优点[1],已经在全世界范围内大量生产和使用,其产量仅次于聚乙烯,成为第二大塑料品种[2]。
聚丙烯的优点得以让其迅速发展,但同时聚丙烯的缺点却也限制了其在各行各业中的应用,比如聚丙烯强度不高、易老化、易燃、韧性差、耐寒性差、低温易脆断、成型收缩率大、抗蠕变性能差、制品尺寸稳定性差、易产生翘曲变形等等[3]。
因此,对聚丙烯的改性势在必行。
从二十世纪六、七十年代起国内外就开始针对聚丙烯的缺点、对其如何改性进行了大量的研究,采用了多种方式对聚丙烯进行改性,提高了聚丙烯的性能,大大扩展了聚丙烯的应用范围[4-5]。
对聚丙烯的改性方法可划分为化学改性和物理改性。
化学改性有共聚、接枝、交联等,物理改性有共混、填充、增强等。
实验设计方案一:PP的改性
一.实验目的
1.学习和掌握双螺杆挤出机的操作。
2.了解PP的共混增韧方法
二.实验原理
聚丙烯是由丙烯单体聚合而得到的热塑性加聚物,具有优良的抗冲击性、耐化学药品性、透明性、电绝缘性及加工性等性能,但是其均聚物的低温性能和耐老化性能较差,成型收缩率大,共混改性可以作为提高聚丙烯力学性能和扩大其应用的一条比较实用的途径。
利用橡胶类聚合物进行聚丙烯改性,在韧性提高的同时也可以使刚性降低、脆性增大。
采用EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)改性填充聚丙烯,其共混物能够有效提高冲击性能、断裂伸长率和熔体流动速率,制品表面光泽也有所提高。
改性聚丙烯采用EVAD的VAc(乙酸乙烯)含量为14%~18%,此时EVA 为极性较低的非晶性材料,加入聚丙烯共混体系后有明显的增韧作用。
随着EVA 用量的增加,其缺口冲击性强度也提高,断裂伸长率显著增大,而弯曲强度、拉伸强度、热变形温度有所下降。
EVA的加入使共混体系中各组分的均匀分散达到较好的分散效果。
采用EVA改性聚丙烯较EPDM、SBS等改性剂的成本低。
华北工学院用EVA-15对聚丙烯增韧,使材料韧性最高值比纯聚丙烯提高12倍,而成本低于聚丙烯与弹性体或橡胶的改性材料。
调节共混物比例及加工工艺条件可制得具有不同性能特点的共混材料。
PP的加入也可以改善PP的韧性,并提高低温落球冲击强度。
PP与高密度聚乙烯共混,可改善PP的拉伸性能和韧性。
三.实验设备和原料
1.主要设备:双螺杆挤出机
2.PP/EVA/LDPE增韧体系配方:。
关于聚烯烃(聚丙烯、聚乙烯)共混改性的现代研究作者:赵艳张滨茹杨伟来源:《科学与信息化》2017年第29期摘要随着当今社会的快速发展和科学技术的不断进步,高分子材料在工农业中应用的比重也在不断增加,并得到了广泛的应用。
由于塑料是高分子材料发展的重要内容之一,PP在使用过程中,不仅应该具有较高的强度,也应该有良好的韧性。
因此对通用大品种树脂聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)开展改性研究一直是高分子材料科学研究领域的重要课题。
关键词聚烯烃;聚丙烯;聚乙烯;共混改性前言众所周知,PP和PE是重要的通用大品种树脂,聚丙烯(PP)具有比重小、耐应力开裂性和耐磨性能突出、较好的耐热性和化学稳定性等优点,但脆性和低温抗冲击性能差。
聚乙烯(PE)具有优良的电绝缘性、耐化学性、耐低温性和良好的加工流动性等特点,但耐热性差、耐大气老化性能差以及易应力开裂等缺点也相当突出。
因此聚丙烯和聚乙烯的改性研究已经成为目前高分子材料科学研究的重点,本文主要对聚丙烯(PP)与聚乙烯(PE)的共混改性进行研究与探讨。
1 聚烯烃概述1.1 聚丙烯聚丙烯(即)是非常重要的廉价通用高分子材料,它具有比重小、耐应力开裂性和耐磨性能突出、较好的耐热性和化学稳定性等优点,广泛用于薄膜、管材、板材、注射产品及中空制品中。
聚丙烯相对低的价格和适宜的特性提高了它的市场效能,不仅用做其他材料的替代物,而且也不断地开发出一些新的应用[1]。
1.2 聚乙烯聚乙烯工艺化已有60多年的历史,聚乙烯现在是世界上产量最大、品种繁多的最重要的合成树脂之一。
其应用已深入到国民经济的各个部门和人们的日常生活中。
历经半个多世纪的开发,现在已能生产各种类型和品级的聚乙烯树脂,可以做成不同形式、不同用途的系列制品。
在满足最终用途的前提下,与其他聚合物和非聚合物材料相比,聚乙烯树脂以其价廉质优而具有强劲的市场竞争力,已发展成生产量大、用途宽广的最重要的一类通用树脂。
2 聚烯烃(聚丙烯,聚乙烯)共混改性方法2.1 塑料增韧PP采用塑料类作为PP增韧改性的改性剂,不仅可以达到增韧的目的,而且可使材料的耐磨性、染色性等得到改善,且价格低廉。
PP共混改性配方大全聚丙烯是目前用量最大的通用塑料之一,但较高的结晶度也给PP造成低温韧性差、成型收缩率大和缺口敏感性大等缺点,在一定程度上限制了其更广泛的应用。
共混改性是PP增韧的最有效途径。
它是利用组份之间的相容性或反应共混的原理,将两种或两种以上的聚合物与助剂在一定温度下进行机械共混,最终形成一种宏观上均匀,微观上相分离的新材料。
通过对PP的共混故性,可以使其综合性能大大提高,从而和工程塑料及聚合物合金在众多应用领域里竞争。
PP共混改性使用的主要共混物物及改性效果如下表:PP接下来就是干货满满的具体改性配方和工艺啦!1、PP/LDPE共混改性配方树脂PP100;相容剂PE-g-MAH5;LDPE20;润滑剂HSt0.3;加工工艺将PP与PE、相容剂及助剂按配方比例混合、搅拌、挤出造粒,制成改性材料。
挤出机料筒温度为:一段210℃,二段215℃,三段210℃;螺杆长径比为25:1;螺杆转速为120~160r/min。
性能PP与PE共混,可改善PP的韧性,增大低温下落球冲击强度。
按配方比例的共混材料的屈服应力13.6MPa;屈服应变率为12.3%,断裂应力为4.78MPa;断裂应变率为114.6%。
2、PP/HDPE共混改性配方树脂PP57.35;抗氧剂10760.2;HDPE40;PEPQ0.2;交联剂叔丁基过氧基异丙苯0.15;加工助剂硬脂酸镁0.1;填充剂硅灰石2;加工工艺在常温常压下,将各组分按配方比例在高速混合机中混合10min,然后采用双螺杆挤出机进行熔融共混,挤出造粒。
挤出温度150-220℃,螺杆转速为300r/min,经切粒、干燥工序制得PP/HDPE共混改性材料。
性能拉伸强度34.8MPa,悬臂梁冲击强度49.3J/m。
该材料表面消光效果良好,可用于包装、日用品和建筑材料等领域。
3、PP/LLDPE共混改性配方树脂PP(EPF30R)60-70;钛酸酯偶联剂(ND2-311)适量;LLDPE15-20;抗氧剂增韧剂POE(8150)5~10;光稳定剂适量;填充剂滑石粉(平均粒径12μm)10~15;加工工艺等高速混合机预热至110℃,加入一定量的无机填料,低速搅拌15min后,分三次加入填料质量分数为2%的偶联剂,每次加入偶联剂后,高速搅拌5min,然后放出填料备用。
PP增韧及PE/PP共混改性研究摘要:从塑料增韧聚丙烯(PP)体系(主要是与PE共混)、橡胶或热塑性弹性体增韧PP体系以及无机刚性粒子增韧PP体系3个方面详细论述了国内外PP共混增韧改性的研究进展。
采用塑料类作为改性剂增韧PP,虽可增韧,但是由于体系的不相容性,往往要大量使用改性剂或添加相容剂。
PE 增韧P P 的效果取决于共混物中PE 的用量, 当PE 质量分数达到25%~40 %时, 共混物既有良好的韧性和拉伸强度,又有较好的加工性能。
使用橡胶或者热望性弹性体与PP共混增韧效果最为明显。
但由于随着弹性体用量的增加,体系在冲击强度大幅提高的同时也出现了刚性等性能的损失。
此外,还就近年发展起来的无机刚性粒子增韧PP的研究工作进展和机理研究情况作了介绍。
关量词:聚丙烯增韧聚乙烯共混改性聚丙烯(PP)是通用热塑性树脂中增长最快的品种之一,广泛应用于工业生产的各个领域。
PP生产工艺简单,价格低廉,有着优异的综合性能。
而其亟待克服的最为突出的缺点是它的缺口敏感性显著,即缺口冲击强度较低,尤其在低温时更为突出,因此在实际应用中需要进行增韧。
PP共混增韧方法以其效果显著、工业化投资少且迅速易行等特点而广为应用。
共混增韧改性是指用其他塑料或弹性体等作为改性剂与PP共混,以此改善PP的韧性。
常用的改性材料主要分为塑料、橡胶或弹性体以及无机刚性粒子等几类。
1.塑料增韧PP体系采用塑料类作为PP增韧的改性剂.不仅可以达到增韧的目的,而且可使材料的耐磨性、染色性等得到改善,且价格较为低廉。
应用较多的有高密度聚乙烯(HDPE)、线型低密度聚乙烯(ILDPE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚氯乙烯、聚酰胺(PA)等。
但由于他们与PP的不相容性,要使体系达到较高的韧性往往需要加大改性剂用量或添加相容剂。
1.1PP/聚乙烯(PE)1.1.1 高密度聚乙烯结构、性能及应用高密度聚乙烯(HDPE)是在每1000个碳原子中含有不多于5个支链的线型分子所组成的聚合物。
PP/PET 材料能共混,及需要什么作为相容剂?聚丙烯 (PP) 是目前用量最大的通用塑料之一,具有许多优异性能:质轻,无毒,电绝缘性能、化学稳定性好,易加工成型,因而广泛应用于工业生产的各个领域。
但PP 也存在低温脆性、机械强度及硬度较低以及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,具有耐磨、耐热、电绝缘性好及耐化学药品等优良性能,主要用于合成纤维、双轴拉伸薄膜、中空容器等。
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能提高 PP 的强度、模量、耐热性及表面硬度;而PP 则能提高PET 的加工、冲击、耐环境应力开裂和阻隔等性能。
特别对解决两种废旧塑料的回收问题具有十分重要的意义。
1简单二元共混1.1 共混方式简单二元共混是将 PET 和 PP 树脂用单螺杆或双螺杆挤出机共混,共混温度高于 PET的熔点 (一般为 270-280 ℃),然后观察其形态和 (或)通过注塑成型或模压成型制备成试样进行相关性能测定。
1.2 共混物形态PET 和PP 属于热力学不相容体系,这是由于PET 属极性聚合物,溶解度参数大( δ=10.7),而PP 属非极性聚合物,溶解度参数小( δ=7.6-8.0) 。
两者简单共混形成典型的不相容体系,两相界面清晰,界面黏结松散。
当PP 与PET质量比为20/80 、40/60 时,PET基体是连续相,PP 组分呈球形液滴分散;当 PP/PET为80/20 时,PET 是分散相, PP 是连续相;而当PP/PET为 50/50 时,两相具有一定程度的连续结构与“海-岛”结构共存的相形态。
Verfaillie G 等研究了 PET 和 PP 不相容共混物在压制成型时,成型条件和模具的表面性质对共混物的表面和本体形态的影响。
PE/PP共混改性研究摘要: PE 增韧P P 的效果取决于共混物中PE 的用量, 当PE 质量分数达到25%~40 %时, 共混物既有良好的韧性和拉伸强度,又有较好的加工性能。
使用橡胶或者热望性弹性体与PP共混增韧效果最为明显。
但由于随着弹性体用量的增加,体系在冲击强度大幅提高的同时也出现了刚性等性能的损失。
此外,还就近年发展起来的无机刚性粒子增韧PP的研究工作进展和机理研究情况作了介绍。
关量词:聚丙烯聚乙烯共混改性聚丙烯(PP)是通用热塑性树脂中增长最快的品种之一,广泛应用于工业生产的各个领域。
PP生产工艺简单,价格低廉,有着优异的综合性能。
而其亟待克服的最为突出的缺点是它的缺口敏感性显著,即缺口冲击强度较低,尤其在低温时更为突出,因此在实际应用中需要进行增韧。
PP共混增韧方法以其效果显著、工业化投资少且迅速易行等特点而广为应用。
共混增韧改性是指用其他塑料或弹性体等作为改性剂与PP共混,以此改善PP的韧性。
常用的改性材料主要分为塑料、橡胶或弹性体以及无机刚性粒子等几类。
1.塑料增韧PP体系采用塑料类作为PP增韧的改性剂.不仅可以达到增韧的目的,而且可使材料的耐磨性、染色性等得到改善,且价格较为低廉。
应用较多的有高密度聚乙烯(HDPE)、线型低密度聚乙烯(ILDPE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚氯乙烯、聚酰胺(PA)等。
但由于他们与PP的不相容性,要使体系达到较高的韧性往往需要加大改性剂用量或添加相容剂。
1.1PP/聚乙烯(PE)1.1.1 高密度聚乙烯结构、性能及应用高密度聚乙烯(HDPE)是在每1000个碳原子中含有不多于5个支链的线型分子所组成的聚合物。
在所有各类聚乙烯中,HDPE的模量最高,渗透性最小,有利于制成中型或大型的装运液体的容器。
HDPE的渗透率低,耐腐蚀,并具有良好的刚度,使其适于作管材。
HDPE良好的拉伸强度使其适于制作短期载重用膜,如购物袋等。
HDPE良好的劲度、耐久性和质轻的特性,适于制作商业和运输业常用的周转箱、码垛托盘和提桶及药品瓶、化妆品瓶和一般容器,也可用以制作玩具。
HDPE的玻璃化温度低,热扰曲温度高,劲度合适且韧性好,可以做非结构性的户外用品。
利用HDPE片材的耐化学性和隔潮性作液体和固体废物坑的内衬:以防止污物扩散,HDPE片材代替木材作为运货车及海运时的底版、搁架,防止货车及船体的磨损和货物的碰撞。
1.1.2 线性低密度聚乙烯的结构、性能及应用线性低密度聚乙烯(LLDPE)包括乙烯.1.烯烃共聚物系列,刚度类似于HP—LDPE的透明物料和具有类似HDPE特性的硬质不透明物料。
共聚单体的类型和含量不同,使LLDPE具有不同的结晶度,不同的密度和模量。
LLDPE具有优良的韧性,即有很好的抗撕裂强度、抗冲击强度及抗穿刺性,有利于减薄厚度,重点用于对清晰度要求不高的许多包装和非包装用途,包括冷冻食品袋、重包装袋、购物袋、垃圾袋、拉伸包装膜、科学探测气球等。
农业上,LLDPE大量用于棚膜和地膜。
茂金属催化生产的LLDPE比通用LLDPE膜具有更高的清晰度和抗冲击性,含有少量长支链的m.LLDPE膜,具有更高的抗撕裂强度。
1.1.3聚丙烯/聚乙烯共混体系的研究PE增韧PP,是最常用、最经济,也是最成功的共混增韧体系。
PP与PE都是结晶性聚合物,它们之间没有形成共晶,而且各自结晶,形成相容性不良的多相体系。
但两者晶体之间却发生相互制约作用,这种制约作用可破坏PP的球晶结构,PP球晶被PE分割成晶片,使PP不能生产球晶。
随着PE用量增大,分割越显著,PP晶体则被细化,PP晶体尺寸变小,促使PP与PE共混体系冲击强度得到提高。
例如,当LLDPE质量分数达到70%时,PP/PE共混体系的冲击强度为37.5KJ/m2,超过纯PP冲击强度的20倍。
但随着LLDPE用量的增加,拉伸强度、弯曲模量却有所下降。
PE作为PP的增韧剂,LLDPE好于HDPE,HDPE又好于LDPE。
据资料介绍,在开发PP /PE复合材料时,可添加HDPE或LLDPE。
在等温结晶中发现HDPE以刚性粒子分布于PP中使其具有刚性增韧效果,LLDPE与PP晶体形成系带相连的体系,因此,HDPE含量小于10%时对PP具有刚性增韧作用,而LLDPE增韧PP时,随着LLDPE用量的增加,其冲击强度增加,但拉伸强度下降。
一般,LLDPE的用量为5%~20%较好。
Z.Wang⋯对比了低密度聚乙烯(LDPE)与HDPE对PP的改性,发现LDPE能够实现对PP有效的冲击改性,但却造成其他力学性质(如弯曲模量)的迅速下降。
为了获得较好的综合性能,应用HDPE代替LDPE。
他同时指出,丙烯、乙烯共聚改性比其物理共混更能取得明显效果。
杨军等人⋯用超高分子量聚乙烯(UI-IM'WT'E)原位成纤增强、增韧共聚PP(牌号1330),在提高韧性的同时,起到了增强作用研究表明,提高混炼剪切力,加快成型冷却速度(采用淬冷工艺)均有利于力学性能的提高,其中配比为90:10的PP/UHMWPE体系其缺口冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别可达到88.6 kJ/m2,45.1 MPa和570%,分别是1330的3.5,1.5和2.5倍。
由差示扫描量热法谱图可以发现,1330的乙烯嵌段与UHMWPE可形成共晶,淬冷则可使共晶含量显著增加,从而加强了两相间的结台力。
用PE改性PP一般采用机械共混,通过调节两者比例可控制共混物结构及性能。
PP/PE虽然都是结晶性非极性聚合物,溶度参数也相近,但PP和PE的晶体结构不同,结晶时分子链不能排入同一品格,而且不同类型PP、PE的结晶度也不同,因此PP/PE共混物为热力学不相容的多相体系,而且不同的PP/PE共混物的形态结构也不同。
2 橡胶或热塑性弹性体增韧橡胶或热塑性弹性体与PP共混增韧是目前研究较多、增韧效果也晟为明显的一类方法。
此类型的改性剂主要有:乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、顺丁橡胶、天然橡胶以及聚烯烃弹性体(POE)等。
2.1 乙-丙共聚物EPR、EPDM是橡胶增韧PP体系中最常用的改性剂。
作为橡胶类,其高弹性与良好的低温性能对PP的增韧十分有益。
从其化学组成来看均含有丙基,有利于与pp.的相容,与PP共混后可改善PP的冲击性能及低温脆性。
在一定范围内(5%~30%),随EPR、EPDM用量的增加,体系的韧性迅速提高冲击强度近似线性增大。
但同时,体系的弯曲强度、拉伸强度、热变形温度等却逐渐降低赵永仙等人研究了EPDM改性PP共混物的性能。
经EPDM改性的PP,拉伸强度降低,冲击强度和断裂伸长率提高,耐热性、熔点随EPDM含量增加而降低,熔体粘度增大,假塑性增强。
此外,对共混物老化性能的研究表明,添加抗氧剂能极大地提高共混物的耐老化能力,但其用量有一最佳值,主辅抗氧剂并用效果较单独使用好EPDM与PP有良好的界面相互作用,溶解度参数相等(8.1),与EPR相比,改性效果更为理想,应用更为广泛。
许多汽车的保险杠材料就是PPAEPDM台金。
在制备过程中最好在PP/橡胶共混体系内形成部分交联结构的形态.这有助于提高材料的韧性,这是一个关键技术:通常在制备时,橡胶含量不低于20%,除了PP外,还需加人少量的HDPE和滑石粉。
唐德敏等人采用马来酸酐(MAH)对EPDM进行熔融接枝(EPDM—g—MAH)改性,将改性后的EPDM与PP共混,对PP/EPDM和PP/EPDM—g—MAH 2种共混体系的界面状况进行了对比。
结果表明,接枝后共混体系的冲击强度有较大幅度的提高,且提高值随着接枝率的增加而增大。
文章运用Htm~gins参数、界面张力系数对界面状况进行了表征,EPDM接枝后与PP的相互作用使参数和两相间界面张力都比接枝前减小了,扫描电子显微镜(SEM)照片上可见规律细密的剪切带,橡胶颗粒分散性增加、颗粒变小。
2.2 PP/SBS加弹性体SBS于PP基材中,在微观显微镜下可观察到SBS有细化PP结晶、增大无定形区的作用。
PP/SBS共混物的冲击强度、断裂伸长率随着SBS掺人量的增加逐步提高,而其拉伸强度、弯曲模量和硬度则下降。
一种国内研究的、采用SBS作为改性剂制得的耐冲击型PP,常温和低温冲击强度分别比通用PP提高5和1O倍。
巴陵石油化工公司使用SBS对PP改性,成功地用于洗衣机零部件和童车结构件的生产。
白福臣等人“。
I研究了SBS改性PP的缺口冲击行为和冲击断面的形态。
结果表明,在各种实验温度下(-30℃,0,20℃),其冲击强度都不同程度地有所提高。
例如在2o℃下,当SBS从0增加到20%时,复合材料的冲击强度从2o.60 J/m增加到70.89 J/m。
从sEM照片上可以看出,SBS的颗粒直径多数在1mm左右,均匀地分布于PP中。
由于SBS 的聚丁二烯段和PP有相近的表面张力,容易相互扩散,在两相之间形成一过渡层,对提高复合材料的韧性有一定作用。
SBS的增韧效果虽不如EPDM,但也完全能满足一般使用要求,且共混材料在常温下有较好的刚性及硬度。
2.3 PP/POEPOE是一种饱和的乙烯-辛烯共聚物,采用茂金属催化剂通过乙烯、辛烯原位聚合技术生产。
其结构中结晶的乙烯链节作为物理交联点承受载荷,非晶态的乙烯和辛烯长链贡献了弹性。
由于其表观切变粘度对温度的依赖性与PP相近,具有较强的剪切敏感性,在PP基体中易得到较小的分散相粒径和较窄的粒径分布。
将POE作为冲击改性剂加人PP中,发现共混体系的分散情况和相容性非常好,PP的低温冲击强度得到改善,增韧效果明显:同时,整个体系具有优良的加工性能⋯。
与EPR、EPDM等相比,POE更具价格优势,且耐候性好(不含双键),流动性较佳。
张金柱通过实验证明,POE对PP的增韧效果要优于EPDM、EPR,缺口冲击强度提高最大,且体系弯曲模量及拉伸强度的下降比EPDM、EPR增韧体系要小。
当POE用量超过15%时,对PP 的增韧簸果明显提高。
另外,POE对高流动性PP也具有良好的增韧效果,共混体系在低温下仍有韧性,而相应的EPDM、EPR增韧体系则呈现脆性在生产上使用高流动性PP体系,可以缩短成型周期、降低生产成本。
S.Paul等人将POE添加到PP共聚物中进行冲击改性。
所用PP中乙烯含量为10%~11%, POE对高流动性PP的增韧改性(橡胶相为17%~18%),POE用量为5%~25%,而在POE含量为10%左右时体系的综合性能最好(其中冲击强度提高了4倍)。
作者认为,这一结果与通常PP发生脆韧转变时弹性体总含量为20%~25%是基本一致的。
与均聚PP相比,共聚PP中乙烯相的存在可以提高基体与POE的相容性,因此,POE对共聚PP更为适合。