POE与EPDM对聚丙烯增韧改性研究

加工 应用弹性体,2007 08 25,17(4):44~47CH IN A EL A ST O M ERICS收稿日期:2007-04-09作者简介:周 琦(1982-)女,江苏苏州人,青岛科技大学在读硕士研究生,主要研究方向为茂金属聚烯烃弹性体的改性。

*通讯联系人POE 与EPDM 对聚丙烯增韧改性研究周 琦,王 勇,邱桂学*,孙阿彬(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042)摘 要:以茂金属聚烯烃弹性体(POE,乙烯-辛烯共聚物)和传统三元乙丙胶(EPDM )作为聚丙烯(PP)的增韧剂,比较研究了P P/PO E 及P P/EP DM 共混物的加工性能及力学性能。

研究结果表明,PO E 在加工性、增韧改性等方面比EPDM 更具有优势。

扫描电子显微镜(SEM )进一步探讨了共混物的形态结构与性能的关系。

关键词:PO E;三元乙丙橡胶;聚丙烯;增韧剂中图分类号:T Q 334.2 文献标识码:A 文章编号:1005 3174(2007)04 0044 04聚丙烯(PP)作为世界五大通用塑料之一,具有原料来源丰富、质轻、性价比优越等特点,发展迅速,应用广泛,但纯PP 存在低温韧性差、缺口敏感性大等缺点。

为了改善PP 性能上的不足,国内外都进行了大量的PP 增韧改性研究,在多相共聚和共混改性方面取得了突破性的进展[1],相比而言,共混改性简单易行,倍受青睐。

其中三元乙丙橡胶(EPDM )对PP 有良好的增韧效果,但目前EPDM 价格高,商品原料多为块状,碎胶有一定困难,与粒状PP 混合不均匀,流动性也不太理想,造成材料的性能下降。

同时由于EPDM 本身有颜色,产品很难获得色彩鲜艳的外观。

因此本文采用在茂金属催化剂作用下聚合而成的乙烯和辛烯的热塑性弹性体(POE)作为PP 的抗冲击改性剂,并与EPDM 在改性效果、加工性等方面进行比较,为POE 的推广应用与PP 的高性能化提供经验。

1. 前言聚丙烯（PP）来源丰富，耐热性好，易于加工，价格低廉，消费量居于通用合成树脂的第二位[1]。

按聚合方法分为均聚与共聚聚丙烯[2],均聚聚丙烯简称PP-H，它是由单一丙烯单体聚合而成的高聚物。

其具有宽范围的流速和很好的流动性，可以满足带状长丝、挤压带等加工要求，在双向拉伸BOPP薄膜中应用广泛[3]。

PP-H刚性大，拥POE与mPE协同改性均聚聚丙烯的韧性研究苏羽航1,3林渊智1,2官光胜1（1.福建师范大学福清分校；2.食品软塑包装技术福建省高校工程研究中心；3.福州市包装工程行业技术创新中心）摘要：本文采用热塑性弹性体（POE）和茂金属聚乙烯（mPE）共同改性均聚聚丙烯的韧性。

探究了四种型号的热塑性弹性体以及茂金属聚乙烯对均聚聚丙烯韧性的影响，并对影响该性能的投料比进行优化；同时探究了POE和mPE的协同作用对均聚聚丙烯韧性的影响。

结果表明：对均聚聚丙烯韧性提高最佳的弹性体型号为DF810，在混合体系中，均聚聚丙烯T30S、热塑性弹性体DF810、茂金属聚乙烯1018LA的优化投料比例为55:35:10，是最优的协同增韧方案，均聚聚丙烯的冲击强度由纯的4.8KJ.m-2，提高到协同增韧后的61.65KJ.m-2，韧性提高了11.8倍。

关键词：均聚聚丙烯热塑性弹性体茂金属聚乙烯增韧改性共混Study on toughening modification of homopolymer polypropylene by POE and mPESu Yuhang1,3Lin Yuanzhi1,2Guan Guangsheng1（1.Fuqing Branch of Fujing Normal University；2.Fujian Universities and Colleges Engineering Research Centerof Soft Plastic Packaging Technology for Food；3.Technical Creation Center for Packaging Engineering in Fuzhou）Abstract：In this paper, thermoplastic elastomer （POE）and metallocene polyethylene （mPE）were used to modify the toughness of homopolymer polypropylene. The influence of four grades ofthermoplastic elastomer and metallocene polyethylene on the toughness of polypropylenehomopolymer was investigated, and the feed ratio affecting the toughness was optimized. Thesynergistic effect of POE and mPE on the toughness of homopolymer polypropylene was alsoinvestigated. The results showed that：the grade with better modification effect was DF810, theoptimum feeding ratio of homopolymer T30S, thermoplastic elastomer DF810 and metalocenepolyethylene 1018LA was 55:35.10, was the optimal collaborative toughening scheme.The impactstrength of homopolymer polypropylene increased from 4.8KJ.m-2to 61.65KJ.m-2after synergistictoughening, and the toughness increased by 11.8 times.Keywords：Homopolypolypropylene Thermoplastic elastomer Metallocene polyethylene Toughening modification blending有优异的耐热性，并且价格低廉，但是由于PP-H晶体晶粒粗大，使其韧性较差，低温冲击性能较差，容易发生脆性断裂[4,5]，为了提高PP的韧性，国内外对PP进行了大量的改性研究[6]，对PP的增韧改性可以通过共混改性与共聚改性等方式来实现[7,8]，在传统生产中，使用共混改性，在聚丙烯中添加POE弹性体的方式较为常见。

POE 在塑料增韧改性中地应用进展POE 是美国DuPont Dow 化学公司于1994年采用限定几何构型茂金属催化剂技术推出地乙烯/ 辛烯共聚物.POE 单体辛烯地质量分数在20 %〜30 %之间，商品名为Engage，其中聚乙烯链结晶区起物理交联点地作用，一定量辛烯地引入降低了聚乙烯链地结晶度,形成了呈现橡胶弹性地无定型区,其分子结构可人为地进行控制.POE 独特地分子结构决定了其综合性能优异，其弹性卓越、流动性良好、机械性能高、耐腐蚀性、透气性、电性能优异以及突出地耐低温性和耐热、耐臭氧、耐紫外线和耐水性，使其在通用和工程塑料地增韧和抗低温地改性中倍受关注.1 POE 对通用塑料地改性POE 对通用塑料地改性主要是研究其作为增韧剂改性刚性通用塑料，提高刚性通用塑料地韧性.1. 1 PE/ POE 体系近年来，木塑复合材料因其成本低、质量轻、机械性能好等优点受到普遍关注.但热塑性塑料在填充木粉后复合材料变脆，限制了木塑复合材料地应用和推广.李兰杰等[3 ] 采用废木粉填充高密度聚乙烯( HDPE> 制备木塑复合材料，并用茂金属聚乙烯(mPE SP1520> 和POE 分别对复合材料进行改性.在两者用量小于12 份时，两者地增韧效果相差不大。

但在用量大于12 份以后，用POE 增韧地复合材料地冲击强度和断裂伸长率增加十分迅速，而用mPE SP1520 时增加幅度比较平缓。

用POE 改性能得到较好地增韧效果，扩大了材料地应用范围.b5E2RGbCAPM J O C Guimaraes[ 4 ] 等研究了HDPE 与POE 共混物地力学性能和热性能，热分析结果表明HDPE 和POE 有一定地相互作用。

材料地拉伸强度和断裂伸长率得到了提高，当POE 质量分数不小于5 %时，材料在室温下超韧.p1EanqFDPw POE 改性PE 制备地发泡材料具有良好地弹性和强度，可用于制作粘合胶带.将30 份含离子结构地PE 和6. 5 份偶氮二甲酰胺加入到100 份质量分数为30 %地POE 和70 %地1845 烯2辛烯(质量分数小于20 %> 聚合物]组成地混合物中挤出成片材，辐射交联，在250 C下发泡,所得1 mm厚地泡沫片材具有良好地韧性。

POE与EPDM对聚丙烯增韧改性研究聚丙烯 (Polypropylene, PP) 是一种常见的热塑性聚合物，具有良好的力学性能和化学稳定性。

然而，其脆性和低冲击强度限制了其在一些应用领域的使用。

因此，为了提高聚丙烯的韧性和抗冲击性能，需要进行增韧改性。

本文将探讨聚丙烯增韧改性的两种常用方法：POE (Polyolefin elastomer) 和 EPDM (Ethylene-propylene-diene terpolymer)。

POE是一种弹性体，其结构中含有少量的丙烯，在聚丙烯中以分散相形式存在。

POE与聚丙烯之间的相容性较好，可以有效提高聚丙烯的抗冲击性能。

研究表明，随着聚丙烯中POE含量的增加，聚丙烯的拉伸韧性和冲击强度都会显著提高。

这是因为POE的弹性性质可以吸收冲击能量，从而有效减少聚丙烯的脆性。

EPDM 是一种橡胶弹性体，其结构中含有乙烯 (Ethylene)、丙烯(Propylene) 和二烯 (Diene)。

EPDM 能够与聚丙烯形成良好的相容性，并且可以在聚丙烯中有效分散。

EPDM 可以提高聚丙烯的拉伸韧性、冲击强度和耐热性。

研究表明，聚丙烯中 EPDM 的含量增加，可以显著提高聚丙烯的冲击强度和抗拉伸性能。

这是因为 EPDM 的弹性性能可以增加聚丙烯的延展性，从而提高聚丙烯的韧性。

POE和EPDM的增韧效果取决于它们与聚丙烯的相容性和分散性。

实验研究发现，聚丙烯中POE和EPDM的颗粒分散均匀，并且与聚丙烯形成良好的相容性，可以显著提高聚丙烯的韧性和抗冲击性能。

此外，研究还发现，POE和EPDM的分子量对聚丙烯的增韧效果也有一定影响。

较低分子量的POE和EPDM往往能够更好地分散在聚丙烯中，并且可以提供更好的增韧效果。

总之，POE和EPDM都是常用的聚丙烯增韧材料。

它们能够与聚丙烯形成良好的相容性，提高聚丙烯的韧性和抗冲击性能。

选择适当的POE或EPDM材料，并控制其含量和分子量，可以获得理想的聚丙烯增韧改性效果。

POE的性‎能及其在聚‎丙烯共混改‎性中的应用‎聚烯烃弹性‎体(Polyo‎l efin‎elast‎o mer)(POE)是美国DO‎W化学公司‎以茂金属为‎催化剂的具‎有窄相对分‎子质量分布‎和均匀的短‎支链分布的‎热塑性弹性‎体。

这种弹性体‎的主要性能‎非常突出，在很多方面‎的性能指标‎超过了普通‎弹性体。

POE分子‎结构与三元‎乙丙橡胶(EPDM)相似，因此POE‎也会具有耐‎老化、耐臭氧、耐化学介质‎等优异性能‎，通过对PO‎E进行交联‎，材料的耐热‎温度被提高‎，永久变形减‎小，拉伸强度、撕裂强度等‎主要力学性‎能都有很大‎程度的提高‎。

多用途的P‎O E弹性体‎能够超过P‎V C、EVA、SBR、EMA和E‎P DM，今后POE‎可能取代传‎统的EPD‎M。

由于POE‎的优异性能‎使其在汽车‎行业、电线电缆护‎套、塑料增韧剂‎等方面里都‎获得了广泛‎应用。

由于POE‎有较高的强‎度和伸长率‎，而且有很好‎的耐老化性‎能，某些耐热等‎级、永久变形要‎求不严的产‎品直接用P‎O E即可加‎工成制品，可大大地提‎高生产效率‎，材料还可以‎重复使用。

交联普通聚‎乙烯的研究‎已经有几十‎的时间，但对交联茂‎金属弹性体‎的报道还很‎少。

1 POE的结‎构与性能1.1 POE的结‎构特点POE之所‎以具有优异‎的性能，可实现高速‎挤出，与以下特点‎有关：(1)辛烯的柔软‎链卷曲结构‎和结晶的乙‎烯链作为物‎理交联点，使其具有优‎异的韧性又‎具有良好的‎加工性；(2)相对分子质‎量分布窄，与聚烯烃相‎容性好，具有较佳的‎流动性；(3)没有不饱和‎双键，耐候性优于‎其它弹性体‎；(4)较强的剪切‎敏感性和熔‎体强度，可实现高挤‎出，提高产量；(5)良好的流动‎性可改善填‎料的分散效‎果，同时亦可提‎高制品的熔‎接痕强度。

1.2 POE的性‎能特点POE采用‎溶液法聚合‎工艺生产的‎，其中聚乙烯‎链结晶区(树脂相)起物理交联‎点的作用，一定量的辛‎烯的引入削‎弱了聚乙烯‎链的结晶区‎，形成了呈现‎橡胶弹性的‎无定型区(橡胶相)。

POE与EPDM对聚丙烯增韧改性研究摘要随着我国交通运输体系的发展，聚丙烯(PP)一直被广泛应用于橡胶制品中。

聚丙烯本身的机械性能不足以满足橡胶制品的要求，所以需要对其进行改性改善。

本文旨在使用非共混物高分子改性剂与聚丙烯共混以改善其机械性能，并将其与EPDM有机硅橡胶进行比较。

实验中，POE和EPDM分别作为改性剂与聚丙烯共混。

研究了改性剂添加量对共混物机械性能的影响。

结果表明，POE的存在可以改善聚丙烯的机械性能，其中抗张强度提高到11.38MPa，抗拉强度提高到9.50MPa，断裂伸长率增加到241.18％，介电常数提高到2.97，吸水率提高到2.61％。

而与POE的改性相比，EPDM的改性效果并不明显，机械性能只有轻微提高。

从实验结果来看，POE具有更好的增韧改性性能，可以用于改善聚丙烯的机械性能，在橡胶制品中的应用有很大的潜力。

关键词：聚丙烯；POE；EPDM；增韧改性1 IntroductionAmong them, POE and EPDM have attracted more and more attention in rubber application. POE and EPDM have good tensile strength, fatigue strength and creep resistance [3-4]. Therefore, POE and EPDM can be used as modifiers to improve the mechanical properties of PP. In this paper, PP is used as base material,and POE and EPDM are used as modifiers to study their effects on the mechanical properties of PP.2 Experimental2.1 MaterialsPP used in this paper was provided by Shenzhen Zhongke Plastic。

POE和EPDM增韧PP/C aCO3复合材料的研究　Ξ熊　忠,李　鹏,陈　骁,尹文艳,王淑英,吴其晔(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042) 摘要:用聚烯烃弹性体(POE)和两种三元乙丙橡胶(EPDM)增韧PP/纳米CaC O3,研究了弹性体种类和用量对复合材料的力学性能和流动性能的影响。

结果表明:随弹性体用量增加至30份,3种复合材料的拉伸强度下降,断裂伸长率上升,硬度下降,常温和低温冲击强度都有较大幅度提高;在20～25份填充范围内,POE增韧效果良好,PP/ POE/CaC O3的综合性能优良;弹性体填充量为30份时,3体系为典型的假塑性流体,PP/POE/CaC O3体系有更强的非牛顿性(粘切敏感性)。

关键词:PP;聚烯烃弹性体POE;EPDM;增韧;流变性能;非牛顿性 中图分类号:T Q32511+4 文献标识码:B 文章编号:1005-5770(2005)02-0045-03Study of Toughening of PP/C aCO3Composite by POE and EPDM XI ONG Zhong,LI Peng,CHE N X iao,YI N Wen2yan,W ANG Shu2ying,W U Qi2ye(C ollege of P olymer Sci1and Eng1,Qingdao University of Sci1and T ech1,Qingdao266042,China)Abstract:A new type of poly olefin elastomer(POE)and tw o s orts of EPDM and nano2meter CaC O3were added into PP to increase the im pact toughness,and the effect of POE content on mechanical and rheological prop2 erties of the prepared com psites were investigated1The results indicated that with the increase of the content of the e2 lastomer to30phr,the tensile strength and hardness of PP/POE/CaC O3,PP/EPDM3745/CaC O3and PP/ EPDM4045/CaC O3decreased,the elongation at break increased and the im pact toughness at normal and low tem2 perature increased greatly1When the elastomer content was controlled to be20～25phr,the com prehensive me2 chanical properties of PP/POE/CaC O3were eminent1When the elastomer content was30phr,the three systems were pseudoplastic fluids and the non2Newtonian character(viscosity2shear sensitivity)of PP/POE/CaC O3was stronger than those of others1K eyw ords:PP;P oly olefin Elastomer;EPDM;Rheological Property;Non2Newtonian Character 聚丙烯(PP)具有质轻、耐腐蚀、易加工、力学性能优良、价廉、易于成型和回收等优点,使其成为汽车用量最多的塑料之一;但PP韧性较差、对缺口十分敏感、低温脆性尤其突出,极大限制了其应用发展[1]。