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聚丙烯纳米复合材料的研究及应用李跃文陈枝晴(湖南科技职业学院高分子工程与技术系，长沙,410118 )摘要：综述了聚丙烯基层状填料纳米复合材料、纤维状填料纳米复合材料、粉状填料纳米复合材料、POSS 纳米复合材料制备方法、结构与性能方面的最新研究进展，介绍了聚丙烯／粘土纳米复合材料的一些实际应用，对今后的研究和开发方向也提出了自己的看法。
关键词：聚丙烯，纳米复合材料，纳米填料，研究进展，应用聚丙烯(PP) 是目前产量最大、发展最快的合成树脂之一，它具有良好的综合力学性能、耐热性、耐腐蚀性能和成型加工性能，应用范围十分广泛。
但PP 低温脆性大，耐老化性能不好，容易燃烧，绝对强度和金属材料相比尚有一定差距，这些使其应用受到一定程度的制约。
共聚、共混、加助剂等传统的改性方法均有一定的局限性，近年发展起来的纳米技术给PP 提供了一种新的改性途径，大量的研究表明，将PP 与纳米组份复合，具有广泛而显著的改性效果。
与传统方法相比，通过形成纳米复合材料对PP进行改性具有如下优点：(1)纳米组份含量很少时即有显著的改性效果；(2)在改善某些性能的同时，几乎不损害其它性能，特别是成型加工性能；(3)改性范围广泛。
1、PP /层状填料纳米复合材料1.1 PP/ 层状粘土纳米复合材料自然界有些粘土矿物具有层状结构，如蒙脱土、累托土、斑脱土等。
在适当的条件下，聚合物分子链能插入到粘土片层之间，使片层层间距扩大，甚至剥离，从而形成纳米复合材料。
由于粘土片层的纳米效应和层状结构，PP/层状粘土纳米复合材料的力学强度、热稳定性、阻隔性、阻燃性均有明显改善。
PP/ 蒙脱土纳米复合材料是研究和开发较早的PP 纳米复合材料。
目前的研究主要集中在熔融共混法制备纳米复合材料及其结构与性能上。
王平华［1］等用钠基蒙脱土(Na-MMT) 和经十六烷基三甲基溴化铵处理过的有机蒙脱土(Org-MMT) 分别与PP 制成了纳米复合材料，实验结果表明，Na-MMT 和Org-MMT 对PP 均有良好的增强增韧效果，但两者填充形态不一样，Na-MMT 以纳米粒子形态填充，Org-MMT 以插层形态填充；另外，Na-MMT 还能诱导聚丙烯结晶晶型发生转变，产生有利于提高聚丙烯冲击强度的3晶型。
PP/EPDM/SEBS三元体系的动态硫化研究（二）——过氧化物交联剂对性能的影响阳范文陈晓明（广州医学院生物医学工程系广东广州510182）摘要：本文系统研究过氧化物交联剂对PP/EPDM/SEBS动态硫化弹性体性能的影响：随着交联剂用量增加，材料的拉伸强度和MI增加，断裂伸长率和撕裂强度降低大；压缩永久形变呈现先降低然后略有增加的变化趋势，当交联剂用量为8phr时达到最小值(70℃和125℃分别为21.9％和28.6％)，比未添加SEBS时分别降低12％和23.1％，复配SEBS对弹性改善效果明显；表观粘度随着剪切速率的增加而降低，呈现剪切变稀现象，动态硫化后的表观粘度比未硫化时有明显降低。
采用过氧化物动态硫化所得产品中检测不到卤素和重金属，符合无卤化和绿色环保要求。
关键词：聚丙烯、EPDM、SEBS、动态硫化、过氧化物交联剂Research on PP/EPDM/SEBS Dynamic Vulcanization (2): The Effectof Peroxide Content on PropertiesYang Fanwen Chen Xiaoming（Department of Biomedical Engineering, Guangzhou Medical University. Guangdong, Guangzhou 510182）Abstract:The effect of peroxide content on properties of PP/EPDM/SEBS dynamic vulcanization was studied. With increase of peroxide content, tensile strength and melt flow index (MI) increased，elongation and tear strength decreased, compression set first decreased then increased. The vulcanization with 8phr peroxide was characterized with excellent compression set, which were respectively 21.9％at 70℃and 28.6％at 125℃.It was lower about 12% and 23.1% than that without SEBS, which showed SEBS had good effect on elastic recovery. The viscosity of vulcanization decreased with increase of shear rate, which was characterized with shear thinning. The viscosity of vulcanization was lower than un-crosslinked blend. Halogen and heavy metal of product was not detected, which could meet non-halogen and environment friendly requirement.Keywords: Polypropylene, EPDM, SEBS, Dynamic Vulcanization, Peroxide Crosslink Agent动态硫化热塑性弹性体(TPV)具有加工简单、使用方便、节能环保等优点，在车用密封中的应用日益广泛[1-3]。
动态硫化三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体的研究进展汤 琦，孙 豪，宗成中（青岛科技大学高分子科学与工程学院，山东青岛 266042）摘要：介绍动态硫化三元乙丙橡胶（EPDM）/聚丙烯（PP）热塑性弹性体（TPV）的发展历程、配合体系、动态硫化工艺、应用领域和发展前景。
相较于传统橡胶，动态硫化TPV作为新一代橡胶产品的典型代表，无论在生产工艺还是性能上均具有较大优势，且TPV对环境的影响较小，符合绿色环保理念。
未来EPDM/ PP TPV的研究方向将主要集中在环保、低挥发性有机物、高性能化和多功能化等方面。
关键词：三元乙丙橡胶；聚丙烯；动态硫化；热塑性弹性体；配合体系；工艺；研究进展中图分类号：TQ334 文章编号：2095-5448（2021）01-0005-06文献标志码：A DOI：10.12137/j.issn.2095-5448.2021.01.0005动态硫化热塑性弹性体（TPV）是一类特殊的TPV，是橡胶和树脂在熔融共混时，橡胶相被硫化破碎为岛相分散在连续相（树脂）中而形成的[1]。
三元乙丙橡胶（EPDM）/聚丙烯（PP）TPV是开发最早、技术比较成熟的一种TPV。
EPDM具有合成工艺简单、耐候性能和耐臭氧性能好等特点，但其硫化胶不易回收利用；PP是一种通用型塑料，具有加工性能、耐腐蚀性能、耐热性能和耐磨性能好等优点，但弹性较差。
通过动态硫化制得的EPDM/PP TPV不仅可以弥补EPDM的不足，同时在原料、性能以及产品价格方面具有竞争优势[2-3]。
本工作根据近年来国内外对EPDM/PP TPV的研究情况，详细介绍其发展历程、配合体系、动态硫化工艺、应用领域以及发展前景。
1 发展历程从简单机械共混到动态部分硫化共混，又从动态部分硫化共混到动态完全硫化共混，EPDM/ PP TPV的发展经历了几代研究者的研究，其发展历程如下。
第1阶段：简单机械共混。
通过物理共混的方法将橡胶和塑料在一定的设备中进行简单混合，得到的共混物的弹性、物理性能以及耐介质性能较差，橡胶相未发生交联反应[4]。
乙丙橡胶与SBR、NBR共混改性的综述赵阳（中石油吉林石化公司有机合成厂，吉林132021）摘要：三元乙丙橡胶（EPDM）是一种性能优异且广泛应用的特种橡胶。
随着当今世界对其材料性能要求越来越高，利用其优点与其他橡胶或塑料等材料共混的研究,改变材料的使用性能、加工性能以及降低成本，也变得越来越重要和有意义。
把EPDM与其他橡胶共混，一方面可以提高共混胶的物理机械性能，满足实际工程的需要；另一方面还可以扩展EPDM及其他橡胶的使用范围；同时加工性能得到改善，成本也有所降低。
关键词：三元乙丙橡胶；丁苯橡胶；丁腈橡胶；共混改性一、乙丙橡胶与丁苯橡胶（SBR）共混改性的综述SBR是一种不饱和的橡胶耐热、寒性差，强度低。
EPDM对SBR改性可以提高SBR橡胶的耐老化性和耐高温性能,同时SBR也可以提高EPDM的粘合性；SBR与EPDM并用可制作汽车密封条,效果比较理想。
吕咏梅指出,SBR中加入一定的EPDM,可使SBR耐臭氧龟裂性能提高24倍。
有人研究了过氧化物和硫黄共硫化体系对EPDM/SBR并用硫化胶性能的影响，得出结论:用过氧化物和硫黄做共硫化体系时,可以用低成本的乳聚SBR替代EPDM (最多30份),同时制品的物理机械性能没有下降。
彭雪丽研究了次磺酰胺类促进剂对EPDM/SBR 并用胶性能的影响。
结果表明：用次磺酰胺类促进剂硫化的混炼胶与用过氧化物和硫黄做共硫化体系形成的硫化胶的物理机械性能是相似的[1]。
唐远旺等人在《混炼工艺对超细全硫化粉末SBR/EPDM并用胶结构和性能的影响》中研究开炼机和密炼机混炼工艺对超细全硫化粉末SBR（UFPSBR）/EPDM 并用胶结构和性能的影响。
在开炼机混炼工艺为：将双辊开炼机辊距调至小，加入EPDM塑炼至包辊，然后加入UFPSBR混炼均匀，再加入硫化剂DCP混炼均匀，将辊距调至1.5mm出片。
密炼机混炼工艺：将EPDM加入密炼机中塑炼至转子转矩恒定，转子转速为80r・min-1。
全硫化聚丁二烯纳米橡胶粉末/聚丙烯共混体系的研究
本研究采用胶乳预辐射硫化及喷雾干燥法制备了全硫化聚丁二烯纳米橡胶粉末(UFBR)。
通过溶液和双螺杆挤出熔融共混法制备了PP/UFBR和
PP/PP-g-MA/UFBR共混物并系统研究了不同PP/UFBR配比、不同马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA)含量对共混物的结晶、形态、力学和流变性能的影响规律,探讨了这种新型共混体系的增韧机理及熔体逾渗网络结构的形成机制,对PP的高性能化具有重要的理论和实用价值。
通过60Coγ-射线或加速器电子束对聚丁二烯胶乳进行了预辐射硫化,采用喷雾干燥法制备出全硫化聚丁二烯纳米橡胶粉末。
探讨了聚丁二烯与敏化体系的辐射交联机理以及不饱和单体的敏化效率及其对结构的影响;对甲基丙烯酸丁酯(n-MBA)与丙烯酸丁酯(n-BA)敏化体系进行系统的比较研究,发现n-MBA比n-BA 具有更高的敏化效率和微观结构选择性。
优化了组分配比、确定了胶乳预辐射硫化工艺参数。
聚丁二烯的辐射交联遵循无规交联机理;而敏化体系的交联主要为不饱和单体的接枝共聚。
凝胶分数仅与辐射剂量有关,而与辐射剂量率关系不大。
FTIR分析结果表明,在辐射交联过程中聚丁二烯主链双键减少,并伴有羰基和羟基形成。
由辐照前后的结构变化,可反映出UFBR粒子的表面性质的变化。
原子力显微镜(AFM)的观察表明,UFBR粒子呈球状,但却呈现出明显的粒径差异,粒径范围增大为26~100nm,粒径分布仍在纳米尺度。
辐射交联虽不能完全避免粒子的团聚,但却显著抑制了粒子间的粘连与永久聚集。
证明胶乳预辐射硫化是制备橡胶纳米粉末粒子的有效方法。
采用动态力学分析(DMA)方法,研究了辐射交联对聚丁二烯储能模量(E’)、
损耗模量(E”)和内耗(tanδ)的影响规律。
随辐射剂量增加,交联点密度增大,E’逐渐增大,E”减小,tanδ峰变窄且向高温偏移,玻璃化转变温度(Tg)由未辐照时的-75°C升高至-69°C,E’由4.161×106Pa增加至5.314×106Pa,均为形成较致密交联网络所致。
DSC分析结果表明,UFBR粒子表面对聚丙烯结晶具有异相成核作用,使得结
晶温度升高,熔点降低;同时,UFBR粒子对结晶生长也有阻碍,使得结晶速率降低。
WAXD分析表明,UFBR使PP晶片厚度减小,晶面间距增加,有细化结晶的作用,同时,UFBR粒子更易诱发形成β晶,β晶相对含量随UFBR增加而增大。
由于UFBR粒子表面被PP-g-MA覆盖,其异相成核与细化结晶以及诱发β晶的作用减弱。
PP/UFBR体系的抗冲击性能随UFBR含量增加而增大,最大增至500%,但断裂伸长率下降;而PP/PP-g-MA/UFBRP体系的断裂伸长率最高可达430.8%,表明界面粘合明显增强。
用SEM可观察到明显的应力传递现象,力学性能决定于UFBR粒子含量和界面作用。
针对PP/UFBR和PP/PP-g-MA/UFBRP体系的熔体流变行为进行了研究。
发现动态流变行为对组成的变化有敏感响应。
随UFBR含量增加,低频区域体系的复数粘度η*增大,储能模量G’(ω)曲线中出现第二平台,tanδ(ω)曲线出现峰值,缘于PP/UFBR熔体内部所形成的异相网络结构。
PP-g-MA能强化界面作用,促进异相网络结构的形成,使发生逾渗转变的UFBR阈值显著降低。
研究不同共混方式对UFBR粒子分布状态的影响,结果表明
弱场条件下,有利于UFBR粒子的均匀分散,形成逾渗网络结构的临界浓度为
10mass%;强场条件下,导致UFBR粒子聚集,阈值增至20 mass%。
但与其它纳米粒子填充体系比较,PP/UFBR体系的阈值均明显降低,表明
UFBR粒子分散状态得到明显改善。
PP/UFBR共混物与长链支化聚丙烯(LCBPP)具有相同的熔体流变学特征,UFBR粒子具有交联点的作用,限制PP熔体分子链的滑移,由应变硬化而提高熔体强度。
因此,PP/UFBR共混还可能成为制备高熔体强度聚丙烯的新途径。
