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*吉林省科技厅重大项目（20070308）＊＊通讯作者aoyuhui69@作者简介：敖玉辉，男，1969年生，教授，博士，研究生导师，主要从事高分子材料研究。
PP /HDPE /弹性体三元共混改性的研究*冯芳，敖玉辉＊＊，线欢欢（长春工业大学化学与生命科学学院，吉林长春130012）摘要：用双螺杆挤出机制备了聚丙烯（PP ）/高密度聚乙烯（HDPE ）/弹性体三元共混物，分别探讨了3种弹性体乙烯－辛烯嵌段共聚物（OBC ）、苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物（SBS ）、苯乙烯－乙烯/丁烯－苯乙烯嵌段共聚物（SEBS ）的含量对PP 三元共混物力学性能的影响，并通过扫描电子显微镜观察其脆断表面形态。
结果表明，OBC 、SBS 、SEBS 和HDPE 都对PP 起到了一定的协同增韧作用，SEBS 对PP 的增韧效果最佳；SEM 表明三元共混力学性能与相形态密切相关；所制备的PP /HDPE /OBC 三元共混物的加工性能较好。
关键词：聚丙烯；高密度聚乙烯；弹性体；增韧；力学性能DOI ：10.3969/j.issn.1005－5770.2014.04.007中图分类号：TQ325.1+4文献标识码：A 文章编号：1005－5770（2014）04－0027－04Ｒesearch on PP /HDPE /Elastomer Ternary Blending ModificationFENG Fang ，AO Yu-hui ，XIAN Huan-huan（Changchun University of Technology ，Changchun 130012，China ）Abstract ：PP /HDPE /elastomer ternary blends were prepared through a twin-screw extruder ；the influences of the dosages of three elastomers OBC ，SBS ，SEBS on the mechanical properties of PP ternary blends were investigated respectively．Brittle fracture surface morphology of different blending systems was observed by SEM．The results showed that the three elastomers OBC ，SBS ，SEBS and HDPE played a certain role in synergistic toughening PP ，and the toughening effect of SEBS was the best ；SEM showed that there was a good correlation between morphologies and mechanical properties of ternary blends ；the processing performance of PP /HDPE /OBC ternary blends was excellent．Keywords ：PP ；HDPE ；Elastomer ；Toughening ；Mechanical Properties聚丙烯（PP ）与其他通用热塑性塑料相比，其屈服强度、拉伸强度、表面强度等力学性能均较优异，耐应力开裂性和耐磨性突出，化学稳定性好，成型加工容易，绝缘性和介电性良好，广泛应用于化工、电器、汽车、建筑、包装等行业，并正向其他热塑性塑料、工程塑料及金属等材料的应用领域扩展［1－5］。
注射成型工艺对PP/POE共混物和PP微结构与性能的影响研究聚合物制品的微观形态结构对其力学性能有重要影响,而压力、剪切及温度等成型工艺条件决定了其微观结构,因此关于工艺条件对聚合物制品微结构与性能的影响研究在学术界与工业界都是广为关注的研究热点。
本文以PP及PP/POE 共混材料为研究对象,以差示量热扫描(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、广角X射线衍射(WAXD)及偏光显微镜(POM)等表征方法研究了实际生产条件下不同注射成型工艺参数的制品微观结构变化。
所涉及的微观结构包括结晶度分布、晶粒取向、分散相形态等。
本文还研究了相应工艺条件下制品的力学性能变化,并将工艺条件、微观结构与宏观性能三者关联起来,深入分析了它们之间的影响关系与变化机理。
最后本文研究了工艺对制品的收缩与翘曲的影响,并从微观结构的角度解释了收缩翘曲随工艺条件的变化规律。
主要的研究工作与结论如下。
(1)对于PP/POE共混材料制品,以SEM图片分析得到制品由表到芯不同层的POE含量,以DSC测得各层的熔融焓,通过扣除POE的含量,得到各层PP的结晶度分布。
研究发现,保压压力增大制品各层的PP绝对结晶度反而降低。
另一方面,压力作用也会使聚合物熔体的平衡熔点升高,其过冷程度增大,结晶速率增大。
因此,保压压力对结晶动力学与最终制品的绝对结晶度有着不同的影响机理,压力增大后两者的变化趋势相反。
当注射速率和熔体温度取为低水平时,充填结束时熔体温度较低,充填过程中剪切诱导形成的晶核前驱(precursor)难以重新熔化,导致试样各层的结晶度最高。
(2)以WAXD研究了各种工艺条件下PP/POE共混制品的晶型分布与晶粒取向。
研究发现试样的表层含有大量β-型PP结晶,而在其他层,很难观察到β晶形成的衍射峰,说明表层以外主要为α晶。
而所有试样的剪切层的晶粒取向程度明显高于其他位置,这是因为剪切层形成了取向的shish-kebab结构。
(3)以SEM研究了注射成型PP/POE制品的相形态分布以及工艺条件对相形态的影响。
材 料高流动性高韧性PP共混体系的研究吕英斌 杨军忠(洛阳石化总厂研究所,洛阳471012)摘 要本文采用三元乙丙胶(EPDM)和增韧母料对PP进行共混增韧改性,同时采用降温母料提高体系的流动性,还探讨了LDPE、LLDPE、H DPE和马来酸酐接枝物等对体系性能的影响。
运用扫描电镜(SE M)和偏光显微镜对共混物的微观结构和结晶状况进行了观察与分析,探讨了微观结构、结晶情况与共混物力学性能以及流动性间的关系。
关键词:聚丙烯 高流动性 增韧 共混0 前言随着聚丙烯应用领域的逐渐扩大,用户对材料的性能要求日益提高。
为提高加工效率及产品的质量,一般加工厂家都要求聚丙烯专用料除具有较高的韧性外,还要兼具较高的流动性。
以高流动性、高韧性PP共混体系为研究目标,考察了三元乙丙橡胶、增韧剂、降温母料等对体系性能的影响,结果发现由于增韧剂的加入,极大地改善了乙丙胶与PP的相容性,微观结构明显细化,材料的冲击强度显著提高,流动性也很好。
结果得到的高流动性、高韧性PP改性材料可用于冰箱、洗衣机等家电产品中。
1 实验部分111 主要原料聚丙烯(PP),牌号F2401,洛阳石化总厂;三元乙丙橡胶(EPDM),进口(注:为颗收稿日期:1999-06-04粒状);增韧母料,自制;LDPE,牌号1C7A,北京燕山石化总厂;LLDPE,牌号LL0209AA,盘锦天然气化工厂;H DPE,牌号DM D7006A,齐鲁石化公司;马来酸酐-苯乙烯接枝物(MS),自制。
112 主要仪器和设备双螺杆挤出机,成都科强机械厂产;螺杆式注塑机,CWI2160型,台湾产;毛细管流变仪,Rheomex252型,德国Haake公司产;密炼机,Rheomix600型,德国Haake公司产;悬臂梁冲击试验机,美国Atalas公司产;熔体流动速率仪,美国Atalas公司产;万能电子试验机,英国Instron公司产; 113 测试标准悬臂梁冲击试验按G B1843—80测试;拉伸性能试验按G B/T1040—92测试;熔体流动速率试验按G B3682—83测第13卷第11期1999年11月中 国 塑 料CHINA P LASTICSV ol13 N o11N ov1999试;114 实验步骤其他助剂降温母料EPDMPP 混合挤出造粒制样性能测试图1 实验步骤2 结果与讨论211 三元乙丙橡胶对共混物的影响按照表1所示的配方体系研究了三元乙丙橡胶(EPDM )在降温母料的存在下对PP 的流动性、韧性的影响。
聚丙烯/聚酰胺6共混材料的水辅助注射成型工艺—形态—性能研究水辅助注射成型技术(Water Assisted Injection Molding,WAIM)是一种利用高压水穿透塑料熔体成型中空制件的生产工艺。
共混材料的WAIM技术具有在保证产品质量的同时减轻重量、缩短成型周期、节能环保等优势,发展应用前景广阔。
但目前国内外对该技术的研究不多,其成型过程和机理研究还不够透彻。
本文基于已有WAIM实验平台,采用了实验结合理论的方法研究了聚丙烯(Polypropylene,PP)和聚酰胺6(又名尼龙6,Polyamide 6,PA6)共混材料WAIM 成型过程中分散相含量和主要工艺参数对其成型管件的残余壁厚、表观质量及力学性能的影响,并通过观测其微观形态(相形态、结晶形态及分布和结晶度)探究了工艺参数、分散相含量——微观形态——力学性能之间的关系。
最后借助计算机仿真技术获得PP/PA6共混材料WAIM过程中的速度场、温度场、压力场等流场分布,揭示了PP/PA6的WAIM成型过程和成型机理。
主要工作如下:1)简要介绍了水辅助注射成型技术和共混材料应用的背景、优缺点、研究现状和技术原理,并确立了本文研究方向。
2)利用双螺杆挤出机制备了分散相(PA6)质量百分比为10%、20%、30%和40%的PP/PA6共混材料,并测定了相关的流变属性和热属性。
3)采用正交实验和单因素实验的方法分别研究了熔体温度、模具温度、射胶压力、注水压力、注水延迟时间等工艺参数和PA6含量对PP/PA6共混材料的WAIM管件壁厚及表观质量的影响。
研究发现:工艺参数对塑件残余壁厚的影响从大到小依次是注水延迟时间、熔体温度、模具温度、注水压力和射胶压力;随着熔体温度、模具温度和注水压力的增加,塑件残余壁厚逐渐减小;随着注水延迟时间的增加,塑件残余壁厚逐渐增大。
在相同工艺参数下,随着PA6含量增加,WAIM管件残余壁厚逐渐减小,但PA6含量增加到40%后壁厚突然增大。
注射成型实验报告一、实验目的本实验旨在通过注射成型技术，制备具有特定形状和结构的聚合物制品，并对其性能进行评估。
二、实验原理注射成型是一种常用的聚合物加工工艺，其原理是将加热熔融的聚合物料注入模具中，经过一定的压力和冷却后，得到所需形状和尺寸的制品。
该工艺适用于大批量生产，并且制品表面光滑、尺寸精确。
三、实验材料与设备1. 实验材料：聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）等热塑性聚合物料；2. 实验设备：注射成型机、模具、加热系统、冷却系统等。
四、实验步骤1. 准备工作：清洁注射成型机和模具，将所需聚合物料加入注射成型机的料斗中；2. 开机预热：启动注射成型机，将聚合物料加热至熔融状态；3. 调试参数：根据所需制品的尺寸和性能要求，调整注射成型机的注射压力、注射速度、冷却时间等参数；4. 注射成型：将熔融的聚合物料注入模具中，施加一定的压力，使其充填模具腔体，并进行冷却；5. 取模检验：冷却后，取出成型制品，进行外观质量、尺寸精度、物理性能等方面的检验。
五、实验结果与分析经过注射成型制备的聚丙烯制品外观光滑，尺寸精确，表面无明显缺陷。
经过拉伸测试，其拉伸强度为25MPa，弯曲强度为30MPa。
经过冲击测试，其冲击强度为10KJ/m²。
而经过注射成型制备的聚苯乙烯制品外观光滑，尺寸精确，表面无明显缺陷。
经过拉伸测试，其拉伸强度为30MPa，弯曲强度为35MPa。
经过冲击测试，其冲击强度为15KJ/m²。
六、实验结论通过注射成型技术，成功制备了具有特定形状和结构的聚合物制品，并对其性能进行了评估。
实验结果表明，注射成型制备的聚合物制品具有良好的外观质量、尺寸精度和物理性能，符合预期要求。
因此，注射成型技术在聚合物制品加工中具有重要的应用价值。
七、参考文献1. 刘明，杨华. 注射成型技术在聚合物制品加工中的应用[J]. 中国塑料, 2018(6): 45-49.2. 张三，李四. 聚合物注射成型工艺及其应用[M]. 北京: 化学工业出版社, 2017.以上为注射成型实验报告。
