丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液的合成与性能

丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液的合成与性能
丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液的合成与性能

丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液的合成与性能

采用溶液法用含亲水单元的丙烯酸混合单体与氯化聚丙烯进行自由基接枝共聚反应,制得丙烯酸改性氯化聚丙烯,将其中和后加水分散即得丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液。研究了丙烯酸混合单体浓度、中和度和甲基丙烯酸含量对乳液性能的影响,当丙烯酸混合单体与氯化聚丙烯的质量比为015~115、甲基丙烯酸含量为15%~20%、中和度为80%~120%时,制备的水性乳液具有良好的稳定性和水分散性,乳液涂膜对聚丙烯板具有很好的附着力和光泽。

】0.引言

近年来,随着人们环保意识的增强和各国法规对涂料体系中挥发性有机化合物(VOC)含量的严格限制,水性涂料的研究得到了很大的发展。氯化聚丙烯对聚烯烃塑料具有良好的附着性能[1],因此其水性化的研究也倍受关注[2]。笔者对氯化聚丙烯作过一些研究工作[3]。氯化聚丙烯本身极性很低,为了便于使其乳化,需要设法在其分子链中引入强亲水链段或者在体系中加入亲水亲油组分。根据乳液制备方法的不同,可以分为机械法、相反转法和化学改性法。前两种方法制得的乳液中含有乳化剂,乳化剂的存在会影响乳液的稳定性和涂膜性能[2]。而化学改性法制得的粒子较细,乳液稳定性好。目前国内对采用化学改性法制备水性氯化聚丙烯的研究报道很少。因此本文以国产氯化聚丙烯为原料,采用丙烯酸混合单体对氯化聚丙烯进行接枝改性,制得改性氯化聚丙烯乳液。研究了单体浓度、中和度、甲基丙烯酸含量等因素对乳液性能的影响,并用红外光谱对接枝共聚物和乳液进行了表征,测定了乳液涂膜的附着力和光泽。

1.实验部分

1.1实验原料和仪器

氯化聚丙烯(CPP):广州金珠江化学公司,氯含量为30%(质量分数);甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯:分析纯,用前减压蒸馏,冰箱冷藏,天津市光复精细化工研究所;α-甲基丙烯酸:分析纯,使用前减压蒸馏,冰箱冷藏,天津市华东试剂厂;过氧化二苯甲酰(BPO):分析纯,用氯仿、甲醇重结晶;甲苯、甲醇:分析纯,天津华东试剂厂;二甲胺基乙醇:化学纯,上海三爱思试剂有限公司;表面润湿剂:工业品,上海锦山化工有限公司。JY92-Ⅱ型超声波细胞粉碎机:宁波新芝生物科技股份有限公司。

1.2丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液的制备

在四口烧瓶中加入定量的CPP和甲苯,在N2气氛下加热搅拌使之溶解,然后在指定温度下滴加BPO和甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、α-甲基丙烯酸和甲苯的混合溶液(单体的物质的量比为1∶1∶1),滴加完后再滴加少量BPO的甲苯溶液,继续恒温反应一定时间后终止反应,得到丙烯酸改性的CPP溶液。然后降温至一定温度,按照计算的中和度,滴加浓度为10%的二甲胺基乙醇的水溶液,滴加完后搅拌30min;再滴加定量的蒸馏水,高速搅拌分散30min后,用超声波再处理一段时间后,加入表面润湿剂,搅拌均匀,即得丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液。

1.3分析与测试

1.3.1丙烯酸改性氯化聚丙烯的纯化

甲基丙烯酸的均聚物溶于甲醇[4],甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的均聚物溶于丙酮[4-5]。采用三角相图均匀布点的方法用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸合成了20种丙烯酸树脂,并通过试验证明20种树脂都可以溶于甲醇和丙酮,说明这3种单体的共聚物可以溶于甲醇和丙酮中[6]。称取质量为m1的丙烯酸改性的CPP溶液,烘干至恒质量,然后在索氏抽提器中分别用甲醇和丙酮的混合液(质量比1∶1)抽提48h以除去单体共聚物和均聚

物,得到纯化的丙烯酸改性CPP,在真空干燥箱中烘干至恒质量。

1.3.2乳液性能测试

离心稳定性:用北京医用离心机厂生产的LD4-2型离心机测定,在室温下以3000r/min 离心,观察30min后乳液的分层和沉淀情况。乳液电导率:用上海雷磁仪器厂生产的DDS-307电导率仪测定乳液在25℃时的电导率。乳液黏度:用上海同济大学生产的NDJ-79型旋转黏度计于25℃测定乳液的黏度。乳液水分散性:采用目测法,分为3个等级,1级:分散液均匀,乳白色无颗粒;2级:分散液白色较均匀,瓶壁可见少量颗粒;3级:分散液白色可见较多颗粒。乳液pH值测定:用上海大中分析仪器厂生产的PHS-3C型酸度计测定。

1.3.3红外光谱分析

采用日本岛津公司制造的FT-IR-8300傅里叶变换红外光谱仪进行测定。样品制备采用卤化物压片法和涂膜法。测定时空气作为背景,扫描次数20次,分辨率为2cm-1,扫描范围4000~400cm-1。

1.3.4膜性能测试

涂膜附着力:按GB/T9286—1998漆膜划格法测定,测定乳胶膜在聚丙烯板上的附着力,0级为最好,5级最差。涂膜光泽:用镜向光泽仪(KGZ-1B型,反射角60°)进行光泽测定。先测定干净的玻璃片基材的光泽,然后在此玻璃片上制膜,烘干后进行涂膜光泽测定。光泽按式(1)进行计算。

光泽=膜的光泽/基材玻璃片的光泽×100%式(1)

2.结果与讨论

2.1丙烯酸混合单体浓度对乳液性能的影响

用丙烯酸混合单体对氯化聚丙烯进行自由基接枝共聚反应,所形成的产物为丙烯酸改性氯化聚丙烯和丙烯酸单体共聚物的混合物,因此改性氯化聚丙烯乳液是改性氯化聚丙烯和丙烯酸酯的复合乳液。固定氯化聚丙烯和引发剂的质量,改变加入的单体的质量,由于氯化聚丙烯接枝反应的效率较低,所以大部分单体是以共聚物的形式存在于反应体系中,单体加入量增多,剩余丙烯酸酯共聚物的量也增多,因此不同配比的乳液的组成不同,乳液的性能也不同。表1为不同单体浓度对改性乳液性能的影响。

表1丙烯酸混合单体对改性氯化聚丙烯乳液性能的影响

表1丙烯酸混合单体对改性氯化聚丙烯乳液性能的影响

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由表1可以看出,当单体与氯化聚丙烯的质量比为0.1和2.0时,不能形成自乳化体系,而当两者的质量比在0.2~1.5之间时,可以形成水包油型乳液。当单体与氯化聚丙烯的质量比≤0.4时,乳液稳定性和水分散性不好,不能满足使用的要求,一般认为,当离心速率为

3000r/min,离心时间为30min,如果乳液不分层,则至少可以稳定存放半年以上。因此,由表1可以看出,丙烯酸混合单体与氯化聚丙烯的质量比在0.5~1.5之间可以制得稳定的乳液,且乳液黏度随单体浓度的增加而增加。

2.2中和度的影响

通过丙烯酸混合单体与氯化聚丙烯的接枝共聚反应,虽然在氯化聚丙烯的分子中引入了亲水性的羧基,但由于丙烯酸混合单体的接枝率较低,加之树脂分子间的作用力及羟基间的缔合作用使改性树脂分子聚集在一起,尚不能分散于水中。加入碱,使之与羧基成盐,从而使树脂可分散于水中而形成水性体系。由此可见,对于这种自乳化的复合树脂而言,体系中的羧基与胺中和的反应程度(简称中和度)对它们在水中的分散情况有很大的影响。因此,在其他条件不变的情况下,考察不同中和度(不同二甲基乙醇胺用量)对乳液水分散情况的影响,见表2。

表2中和度对丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液性能的影响

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由表2可以看出,在低中和度时,由于分子链中羧酸阴离子的活性中心数少,使分子链不易与水产生水合作用,表现出较差的水分散性,随着中和度的提高,分子中羧基阴离子的活性中心数增多,从而使分子链的亲水性增加,减弱了分子链的相互缠结,提高了水分子对聚合物的水化作用,有利于聚合物的细分散,使乳胶粒的数量增多,粒径减小,表现出好的分散性。过量的碱则可能压缩粒子的双电子层结构而使分散体的稳定性变差。因此乳液的pH值保持在6.7~8.5之间为宜。

2.3甲基丙烯酸含量对乳液性能的影响

用甲基丙烯酸(MAA)及其酯类合成的丙烯酸树脂,其水溶性随着甲基丙烯酸单体含量的增加而提高,当甲基丙烯酸含量大于10%(甲基丙烯酸占单体总量的质量分数)时[7],能形成稳定的水溶液。同样对丙烯酸改性氯化聚丙烯接枝共聚物,其亲水性来源于改性反应中所引入的亲水性基团,分子中亲水基团的多少直接影响到树脂的水分散性。同时,亲水基团的多少也决定了改性树脂分子与水分子之间作用力的强弱,这必然也是影响水性体系稳定性的重要因素。而甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯主要是用来调节膜的力学性能。

表3甲基丙烯酸含量对乳液性能的影响

表3甲基丙烯酸含量对乳液性能的影响

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由表3可以看出,随着甲基丙烯酸含量的增加,体系中水溶性基团增多,其水分散稳定性也就随之提高。但甲基丙烯酸用量过高,又会降低涂膜的耐水性,因此该体系中甲基丙烯酸的适宜用量为15%~20%(占总单体质量分数)。

2.4红外光谱分析

纯CPP、丙烯酸酯改性CPP和加胺中和后的CPP乳液的红外谱图如图1、图2和图3所示。

图1氯化聚丙烯的红外谱图

图1氯化聚丙烯的红外谱图

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图2丙烯酸改性氯化聚丙烯的红外谱图

图2丙烯酸改性氯化聚丙烯的红外谱图

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图3加胺中和后的乳液的红外谱图

图3加胺中和后的乳液的红外谱图

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由图1可知:在3000~2800cm-1中出现的峰为—CH2和—CH3的C—H伸缩振动,1458.1cm-1属于—CH2的C—H变形振动峰,1380.9cm-1为—CH3的CH变形振动峰,971cm-1为甲基的面内摇摆振动峰;C—Cl基团在850~600cm-1范围有一条比较宽的谱带,图中较明显[8]。图2为纯化的丙烯酸改性氯化聚丙烯的红外图,与图1比较有明显的不同。可以看到在2600~3500cm-1之间峰形宽而散,证明—OH的存在;在1733.9cm-1和1703cm-1处,有新的吸收峰出现,分别为酯和羧基的CO吸收峰。说明通过接枝共聚反应,丙烯酸已经接枝到氯化聚丙烯上。图3中:改性树脂乳液用胺100%中和后,与图2相比较,1703cm-1的羧基吸收峰消失,而在1560cm-1处出现了新的吸收峰,在2600~3500cm-1之间的宽吸收带明显加强,说明出现了胺盐的吸收峰,共聚树脂已经胺化中和成了胺盐[9]。

2.5乳液涂膜性能

选取几种性能稳定的改性乳液,分别涂覆在聚丙烯板和玻璃上,80℃烘干成膜,测定其在聚丙烯板上的附着力及其在玻璃板上的光泽,结果如表4所示。

表4丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液涂膜性能

表4丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液涂膜性能

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氯化聚丙烯对聚丙烯具有良好的粘结性能,因此作为附着力促进剂广泛用于涂料工业中。由表4可以看出,采用化学法对其进行改性制备乳液,乳液在聚丙烯板上的附着力达0级,而且其涂膜光泽基本上大于80%,可以满足使用的要求。

3.结语

用丙烯酸混合单体对氯化聚丙烯进行改性制备改性氯化聚丙烯乳液,当丙烯酸混合单体与氯化聚丙烯的质量比在0.5~1.5之间时,可以制得稳定的水包油型乳液,而且随着单体浓度的增加,乳液黏度增加。甲基丙烯酸的适宜用量为15%~20%(占单体总量),乳液的pH 值保持在6.7~8.5之间时,改性乳液具有良好的稳定性和水分散性。对改性乳液的涂膜性能进行了初步测定,结果表明乳液涂膜具有较好的光泽和附着力,可以作为聚烯烃塑料用底漆和附着力促进剂。

聚丙烯牌号命名扫盲

[分享] 聚丙烯牌号的命名方法 1.国家标准牌号命名法命名方法如下例所示: PPB-MP-300--M PPB----------特征单元1 MP-----------特征单元2 300-----------特征单元3 M-------------特征单元4 其中 特征单元1为英文聚丙烯――Polypropylene的缩写PP,所有牌号均一致。 表示丙烯聚合物的类型的缩写代号为: H——丙烯均聚物 R——丙烯无规共聚物 B——丙烯嵌段共聚物 特征单元2为聚丙烯产品的主要用途或加工方法、重要性能及添加剂等。均用相应的英文字母作代号。代号自左至右排列,依次称第一位、第二位、第三位和第四位。表示材料用途或加工方法在第一位写出,重要性能、添加剂等在第二至第四位写出。 特征单元2所用的代号 代号 第一位 代号 第2~4位

C 压延 A 加工稳定 E 挤出管材、型材和片材B 抗粘连 F 挤出平膜、薄膜和薄材D 粉状 G 通用 L 耐光和(或)气候老化H 涂覆 P 冲击改性 吹塑 S

润滑 J 电缆护套 X 可交联的 M 注塑 Z 抗静电 Q 压塑 H 耐热老化 T 挤出扁丝 Y 纺丝 特征单元3代表聚合物的熔体流动速率公称值。熔体流动速率公称值的代号是以熔体流动速率公称值乘以100倍后的树脂表示之,但不得少于三个整数。如果乘100倍后只有二个整数,则应在这二个整数前面加上一个0;如果乘100倍后的数值为四个整数,则就将这个数作为代号。 特征单元4为备注,可表示聚合物的聚合类型,必要时列出材料的主要用途或特

性的代号。如新的牌号、新的用途及新的特殊[wiki]填料[/wiki]等,可自行添加。特征单元4所用的代号 代号 代号 E 无规共聚物 A 抗静电 EP 无规三元共聚物 B 抗粘连 M 低乙烯含量的嵌段共聚物 C 可控流变 R 中乙烯含量的嵌段共聚物 H 耐热老化 U 高乙烯含量的嵌段共聚物

2020年(塑料橡胶材料)聚丙烯塑料的改性及应用(三)

(塑料橡胶材料)聚丙烯塑料的改性及应用(三)

热塑性低烟无卤阻燃电缆料性能

玻纤增强聚丙烯的抗蠕变性得到改善,能够比聚碳酸酯、耐热ABS、聚甲醛等塑料的性能更好。此外在150℃下保持1500小时,其拉伸强度和热变形温度都不会下降,在沸水和水蒸汽中可长期使用。 玻纤增强聚丙烯的加工流动性因玻纤的存在有所下降,但和其它塑料相比,仍然属良好的加工流动性。提高成型加工温度可使其流动性得到改善。

2改性聚丙烯发展动向

聚丙烯在生产数量迅速发展的同时,也在性能上不断出新,使其应用的广度和深度不断变化,近年来或者通过在聚合反应时加以改进,或者在聚合后造粒时采取措施,有壹些更具独特性能的聚丙烯新的品种问世,如透明聚丙烯、高熔体强度聚丙烯等。 2.1透明改性 PP的结晶是造成不透明的主要原因,利用急冷冻结PP的结晶趋向,能够得到透明的薄膜,但有壹定壁厚的制品,因热传导需要时间,芯层不可能迅速被冷却冻结,因此对于有壹定厚度的制品不能指望用急冷的办法提高透明度,必须从PP的结晶规律和影响因素入手。 经壹定技术手段得到的改性PP,可具有优良的透明性和表面光泽度,甚至能够和典型的透明塑料(如PET、PVC、PS等)相媲美。透明PP更为优越的是热变形温度高,壹般可高于110℃,有的甚至可达135℃,而上述三种透明塑料的热变形温度都低于90℃。由于透明PP的性能优势明显,近年来在全球都得以迅速发展,应用领域从家庭日用品到医疗器械,从包装用品到耐热器皿(微波炉加热用),都在大量使用。 PP的透明性提高可通过以下三种途径: (1)采用茂金属催化剂聚合出具有透明性的PP; (2)通过无规共聚得到透明性PP; (3)在普通聚丙烯中加入透明改性剂(主要是成核剂)提高其透明性。 4.1.1国内外发展态势 据日本理化株式会社介绍,日本7%的PP为透明PP,透明PP的产量在400kt/a之上。日本透明PP市场以微波炉炊具及家具俩方面的消耗量最大。日本出光化学X公司制造出和PVC具有同样透明性和光泽性的透明PP,当下能够广泛替代普通透明PVC制作文具、笔记本壹类的包装物,价格只相当于PVC的20%-30%,1999年出售了1200t透明PP。

聚丙烯抗冲改性的研究进展

聚丙烯抗冲改性的研究进展 [摘要] 综述了近年来有关反应器内抗冲改性聚丙烯研究的最新进展, 介绍了反应器内抗冲改性聚丙烯的生产工艺及多区循环流反应器在丙烯多段聚合中的应用; 介绍了反应器内抗冲改性聚丙烯的形态、结构与性能的关系; 介绍了 反应器内抗冲改性聚丙烯的研究方法及增韧机理。 [关键词] 聚丙烯; 抗冲改性; 共聚物; 结构与性能. 聚丙烯( PP)质轻、价廉, 具有良好的加工性能,应用范围广。PP的很多应用领域要求它具有较好的韧性。均聚PP在低温时变脆, 抗冲改性PP是通过在均聚PP中加入橡胶相制备的。以提高PP抗冲强度为目的的改性大多采用物理共混方法, 将PP和两种或两种以上的其它聚合物以机械共混方法进行混合, 可以得到一种宏观上均匀的聚合物共混物,在一定程度上提高共混物的性能。一方面, 以这种混合方式得到的PP与改性成分达不到真正均匀分布的状态, 故不能显提高共混物的冲击强度; 另一方面, 由于增加了共混工艺, 提高了生产抗冲改性PP的成本。因此, 研究人员想在聚合过程中完成共混工艺, 在反应器内直接合成抗冲改性的PP, 这样不仅可以简化工艺、降低生产成本, 而且还可以使PP和改性成分的混合程度达到亚微观状态, 从而有效地改善PP的抗冲性能。 本文对反应器内抗冲改性PP的生产工艺、形态结构、研究方法、增韧机理等方面的最新进展进行了综述。 1 应器内抗冲改性PP的生产工艺 反应器内抗冲改性PP的生产建立在第四代球形M gC l2 负载Z ieg ler- N atta 催化剂的基础上[ 1 ] 。第四代球形M gC l2 负载Z ieg ler- N a tta 催化剂具有以下特点[ 2] : ( 1)比表面积大; ( 2)孔隙率高, 孔径分布均匀; ( 3)活性中心在催化剂上分布均匀; ( 4)催化剂既具有一定的强度, 又能被聚合物增长时产生 的压力将内部结构破碎成较小颗粒, 并均匀地分布在膨胀着的聚合物内部; ( 5)单体可以自由地扩散到催化剂内部而发生聚合。由于聚合过程中的复制效应, 均聚过程中生成的丙烯均聚物复制了催化剂的某些特点, 如呈规则的球形、具有较高的孔隙率、活性中心在聚合物粒子内部分布均匀等。 反应器内抗冲改性PP 的生产一般采用两步法: 第一步先合成丙烯均聚物, 形成高立构规整度的聚合物, 为最终产品提供足够强的刚性, 这一步一般采用液相本体聚合或气相聚合工艺; 第二步合成乙丙共聚物(橡胶相), 为最终产品提供韧性, 共聚阶段一般采用气相共聚工艺; 最终产品的机械性 能实际上是刚性和韧性的平衡。气相共聚是反应器内抗冲改性PP 合成的关键步骤, 特殊的催化剂结构形态使本体聚合阶段获得的PP粒子具有较高的流动性和多孔性, 完全可以满足气相共聚的要求。合适的气相共聚工艺可以自由地调控共聚物的含量、组成及分子结构。气相共聚也保证了共聚物能均匀地分散在已形成的PP均聚物基体中, 这样既可以得到较高的橡胶相含量, 又不致使橡胶相过

聚丙烯增韧改性的方法及机理

聚丙烯增韧改性的方法及机理

聚丙烯增韧改性的方法及机理 PP本身脆性(尤其是低温脆性)较大,用于对韧性要求较高的产品(特别是结构材料)时必须对PP进行增韧改性。 1 无规共聚改性 采用生产等规PP的工艺路线和方法,使丙烯和乙烯的混合气体进行共聚,即可制得主链中无规则分布丙烯和乙烯链节的共聚物。共聚物中乙烯的质量分数一般为1%~7%。乙烯链节的无规引入降低了PP的结晶度,乙烯含量为20%时结晶变得困难,含量为30%时几乎完全不能结晶。 与等规PP相比,无规共聚PP结晶度和熔点低,较柔软,透明,温度低于0℃时仍具有良好的冲击强度,一20%时才达到应用极限,但其刚性、硬度、耐蠕变性等要比均聚PP低10%~15%。 无规共聚PP主要用于生产透明度和冲击强度好的薄膜、中空吹塑和注塑制品。其初始热合温度较低,乙烯含量高的共聚物在共挤出薄膜或复合薄膜中作为特殊热合层得到了广泛应用 2 嵌段共聚改性 乙丙嵌段共聚技术在20世纪60年代即已出现,其后很快得到推广。美国从1962年开始工业化规模生产(丙烯/乙烯)嵌段共聚物,该共聚物含有65%一85%的等规PP、10%一30%的乙丙共聚物和5%的无规PP 。(丙烯/乙烯)嵌段共聚物与无规共聚PP一样,也可以在制造等规PP的设备中生产,有连续法和间歇法两种工艺路线。(丙烯/乙烯)嵌段共聚物具有与等规PP及高密度聚乙烯(HDPE)相似的高结晶度及相应特征,其具体性能取决于乙烯含量、嵌段结构、分子量大小及分布等。共聚物的嵌段结构有多种形式,如有嵌段的无规共聚物、分段嵌段共聚物、末端嵌段共聚物等。目前工业生产的主要是末端嵌段共聚物以及PP、聚乙烯、末端嵌段共聚物三者的混合物。通常(丙烯/乙烯)嵌段共聚物中乙烯质量分数为5%一20%。(丙烯/乙烯)嵌段共聚物既有较好的刚性,又有好的低温韧性,其增韧效果比无规共聚物要好。其主要用途为制造大型容器、周转箱、中空吹塑容器、机械零件、电线电缆包覆制品,也可用于生产薄膜等产品 3 接枝共聚改性 PP接枝共聚物是在PP主链的某些原子上接枝化学结构与主链不同的大分子链段,以赋予聚合物优良的特性。在PP分子链上接枝弹性链段有助于提高PP的冲击强度和低温性能。接枝共聚的方法有溶液接枝、悬浮接枝、熔融接枝和固相接枝。PP接枝共聚物经常用作PP与其它聚合物或无机填料之间的增容剂。单独用作PP增韧剂的例子也有报道,如Xu Gang等通过紫外线照射得到了高接枝率的PP一丙烯酰亚胺接枝共聚物,发现它对PP有很好的增韧效果。单独用做塑料的例子几乎没有 4 改变立体结构 工业上所用的PP通常都是等规立构PP。近年来采用间规选择性茂金属催化剂合成了间规立构PP。与等规立构PP相比,间规立构PP具有较低的结晶度和弯曲强度、较高的熔体粘度和弯曲弹性模量、良好的透明性和热密封性、优异的抗冲击性和压延性等。另外选用对称性好的单点茂金属催化剂可以合成具有良好弹性的高相对分子质量的无规立构PP和无规一等规立体嵌段的弹性PP。特别是后者,由于等规链段的物理交联作用,使之具有良好的弹性和力学性能,属于一种新型的热塑性弹性体。

(2020年整理)聚丙烯纤维的性能及改性.doc

华东理工大学XXXX—XXXX学年第一学期《合成纤维改性》课程论文 XXXX.10 班级材制080 学号10082683 姓名周超 开课学院材料学院任课教师刘敏成绩

聚丙烯纤维的性能及改性 材制080(10082683)周超 摘要:聚丙烯纤维是上个世纪六十年代开发出的新纤维品种。由于其原料来源丰富,生产过程简单,成本低,因而应用广泛。其最大的优点是质地轻,而且保暖性好、耐化学腐蚀,强度及耐磨性好。聚丙烯纤维具有许多优良的性能,但也有蜡感强、手感偏硬、难染色、易积聚静电等缺点。因此对其进行改性,开发新品种已成为聚丙烯纤维发展的主要方向。 关键词:聚丙烯,丙纶,染色,细旦,抗菌保健 聚丙烯纤维(亦称PP,中国称丙纶)于1960年由公司首先实现工业化生产的新纤维品种,丙烯聚合物有3种构型,纤维生产使用的是等规度大于95%的等规聚丙烯。由于聚丙烯纤维原料来源丰富,生产过程简单,成本低,应用广泛,因此20世纪70年代以后聚丙烯生产发展迅速。1997年其产量已经达到387×104t(占合成纤维总产量的15.6%),超过聚丙烯腈纤维成为仅次于涤纶、棉纶的第三大合成纤维。我国聚丙烯纤维的生产开始的较晚,但发展速度较快,1978~1997年间聚丙烯纤维产量增长了40多倍,而同期合成纤维增长不足10倍。足见聚丙烯纤维发展势头之强劲[1]。 以等规为原料纺丝制得的等规聚丙烯,是中最轻的品种;强度为35~ 62cN/dtex;耐磨性仅次于;耐腐蚀性良好,尤其是对无机酸、碱稳定性很好;不发霉,不腐烂,不怕虫蛀等。但染色较困难。目前,可采用染料或颜料熔体着色、色母粒或注射染色等纺成有色丝;也有在聚合时加入添加剂进行共聚或接枝共聚,使聚合体大分子上引入能与染料相结合的极性基团,再按常规法染色。聚丙烯纤维还有耐光性差、静电大、耐燃性差等缺点,可采用加入各种添加剂的方法加以改善[2]。 聚丙烯纤维通常采用法生产。将聚丙烯树脂加入立式或卧式螺杆挤出机加热熔融,通过计量泵由喷丝头挤出,在空气中冷却成纤。工业上还采用膜裂成纤法制得割裂和膜裂纤维。聚丙烯纤维熔体纺丝的特点是:①一般用单头等螺距螺杆挤压机,为适应成纤聚丙烯熔体粘度高、流动性差的特点,螺杆压缩比要大,最小为2.8,计量段尽可能短,螺杆长径比范围为20~26。②由于分子量大,纺丝时熔体温度一般比熔点高出100~130℃,也可采用加等方法以降低纺丝温度。③冷却成型过程中结晶速度较快,冷却温度宜稍低[3]。 丙纶的纵面平直光滑,截面呈圆形。丙纶最大的优点是质地轻[4],其密度仅为0.91g/cm3是常见化学纤维中密度最轻的品种,所以同样重量的丙纶可比其他纤维得到的较高的覆盖面积。丙纶的强度高,伸长大,初始模量较高,弹性优良。所

聚丙烯塑料的改性及应用

聚丙烯塑料的改性及应用 1、聚丙烯在合成树脂生产中占据重要地位,发展极为迅速 聚丙烯是五大通用合成树脂中的一个重要品种,在国内外的发展均十分迅速。在全球塑料用五大合成树脂中,聚丙烯的产量占有1/4左右的份额,预计2006年世界五大通用合成树脂的总产能将达到1亿9千万吨,其中聚丙烯4878万吨,占总产能的25.6%[1]。而我国2004年聚丙烯树脂产量为474.88万吨,进口291.4万吨,出口1.53万吨,其表观消费量为764.7万吨,占当年全国五大通用树脂表观消费量总和2954万吨的25.9%。预计到2010年我国聚丙烯树脂的表观消费量将增加至1080万吨,较2004年增长40%以上。表1列出近期投产和正在建设的聚丙烯装置的地点和产能。 表1 近期投产和在建聚丙烯装置

在已宣布的新增产能中,中石化253万吨/年,中石油135万吨/年,而且大多数项目的产能都在30万吨以上,达到世界级规模。这些装置全部投产后,中石化的聚丙烯产能将超过巴赛尔公司,跃居全球榜首,中石油也将列位前五名之列,届时中国将成为生产聚丙烯树脂全球产能最大的国家。 另据报道,我国聚丙烯树脂的产量1995年仅为107.35万吨,到2005年达到522.95万吨,平均年递增38.7%,同期表观消费量也从212.92万吨增至823万吨,平均年递增28.7%,成为全球聚丙烯消费增长最快的国家[2]。 1 聚丙烯基本知识 1.1 树脂与塑料的定义和分类 树脂(Resin):高分子材料亦称高分子聚合物,分为天然高分子材料和合成高分子材料。在合成高分子材料中按塑料、橡胶、纤维三大用途分为合成树脂、合成橡胶和合成纤维三大类,其中用于塑料的合成树脂所占的比例最大,约占合成材料总量的2/3以上。 塑料(Plastics):以合成树脂为主要成分,添加有适量的填料、助剂、颜料,而且在加工过程中能流动成型的材料。 热塑性塑料(ThermoPlastics):能在特定温度范围内反复软化和冷却硬化的塑料。 热固性塑料(Thermosetting Plastics):在第一次成型之后,成为不熔、不溶性物料的塑料。

聚丙烯改性技术的研究进展

聚丙烯改性技术的研究进展 五大通用塑料中,聚丙烯(PP)发展历史虽短,却是发展最快的一种。与其他通用塑料相比,PP具有较好的综合性能,例如:相对密度小,有较好的耐热性,维卡软化点高于HDPE和ABS,加工性能优良;机械性能如屈服强度、拉伸强度及弹性模量均较高,刚性和耐磨都较优异;具有较小的介电率,电绝缘性良好,耐应力龟裂及耐化学药品性能较佳等。但由于PP成型收缩率大、脆性高、缺口冲击强度低,特别是在低温时尤为严重,这大大限制了PP的推广和应用。为此,从上世纪70年代中期,国内外就对PP改性进行了大量的研究,特别是在提高PP的缺口冲击强度和低温韧性方面,目前已成为国内外研究的重点和热点。 1 橡胶增韧PP 橡胶或热塑性弹性体以弹性微粒状分散结构增韧塑料,已被证实是增韧效果较为明显的一种方法。由于PP具有较大的晶粒,故在加工时球晶界面容易出现裂纹,导致其脆性。通过掺人各种含有柔性高分子链的橡胶或弹性体,可大幅度提高PP的冲击强度,改善低温韧性。传统的PP增韧剂有三元乙丙橡胶(EPDM)、二元乙丙橡胶(EPR)、苯乙烯与丁二烯类热塑性弹性体(SBS)、顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)等,其中以EPDM或EPR取效果最好。 1.1 PP/乙丙橡胶共混体系 PP与乙丙橡胶都含有丙基,溶度参数相近,根据相似相容原理,它们之间应具有较好的相容性。由于乙丙橡胶具有高弹性和良好的低温性能,因此与PP 共混可改善PP的冲击性能和低温脆性。 李蕴能等研究了乙丙橡胶心P共混物的性能,得出结论:在相同橡胶含量下,增韧共聚PP的效果远优于增韧均聚PP,且增韧效果与橡胶的种类有关。通常情况下,EPR的增韧效果优于EPDM。通过实验发现,当橡胶含量为30%时,增韧效果最好;不同结晶度的EPR对PP的增韧效果也不一样,结晶度越低,其增韧效果越好。 刘晓辉等对不同PP心Pr)M共混物的力学性能进行了研究。结果表明:(1)随着体系中EPDM加入量的增多,材料的冲击强度明显上升,当EPDM含量为30%左右时,冲击强度出现极值;(2)冲击强度的提高和变化与EPDM在PP中的形态和分布有关;(3)EPDM的加入对共混晶体结构有影响,但晶体结构上的差

聚丙烯增韧改性

聚丙烯增韧 1.聚丙烯的发展历程 自1957年意大利蒙科卡迪公司首次实现工业化以来,聚丙烯(PP)树脂及其制品发展速度一直位于各种塑料之首。在1978年PP的世界产量超过了400万吨/年,仅次于聚乙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯,位居世界第四位;1995年PP的世界产量达1910万吨/年,超过聚苯乙烯位居第三;2000年PP的世界产量为2820万吨/年,超过聚氯乙烯的2600万吨/年上升为世界第二;目前聚丙烯的世界产量达到了3838万吨/年。在此同时,我国聚丙烯工业发展迅猛,1995年产量为万吨,2000年已经突破300万吨,2004年产量迅猛增至万吨。初步估计到2006年底,我国PP 的年总生产能力已经超过650万吨,在一定程度上缓解我国PP的供需紧张。 聚丙烯由于其优异的使用潜能,广泛应用于注塑成型、薄膜薄片、单丝、纤维、中空成型、挤出成型等制品,普及及工农业及生活日用品的各个方面。如此迅速的增长速度主要归因于其可以替代其它塑料树脂以及能够开发应用各种新型的塑料、橡胶和纤维的优异性能:原料来源丰富,价格低廉并且无毒无害;相对密度小,透光性好,有较好的耐热性等。 但是PP有个很明显的缺点就是韧性较差,对缺口十分敏感,这在很大程度上限制了其在工程领域的应用空间。因此近些年来,国内外众多学者专家在PP改性的理论基础和应用研究中展开了众多的研究取得一定成效的工作,通过共混、填充和增强等方法改性之后的聚丙烯复合材料也已经成功地运用到了实际生产中,扩大了材料的使用范围,在家电、汽车、仪表等工业各领域占据了重要地位。 近十多年来,在我国经济高速增长的带动下,聚丙烯的应用技术不断进步。但是我国的聚丙烯进展与国外相比,在聚合技术、工业化成本、产品数量、品种类别等方面都存在着很明显的差距。根据我国发展中国家的国情,大力开展聚丙烯多元复合材料改性研究是解决上述问题最有效的途径。采用塑料的高性能化合成本不断的降低来推动PP的发展,因此目前是聚丙烯快速发展的良好机会。通过各种手段改善PP性能,最终使得PP几乎可以与某些工程塑料相媲美,从而增加PP 和其它热塑性塑料树脂甚至是某些工程塑料的竞争能力。 2. 聚丙烯的性能及其改性

聚丙烯纤维研究现状

纤维混凝土是一种新型的复合材料,是当代混凝土改性研究的一个重要领域,近年来,以钢纤维、合成纤维、碳纤维及玻璃纤维为代表的纤维,在混凝土中应用得到了迅速的发展,纤维混凝土是继钢筋混凝土、预应力混凝土之后的又一次重大突破。由于纤维和混凝土的共同作用,使混凝土具有一系列优越的性能,因而受到国内外工程界的极大关注和青睐,并广泛应用于各工程领域。 一、纤维在混凝土中的作用在混凝土中掺入短而细且均匀分布的纤维后,明显具有阻裂、增强和增韧的效果。纤维与水泥基材料复合的主要目的在于克服后者的弱点,以延长其使用寿命,扩大其应用领域。纤维在混凝土中主要起着以下三方面的作用: 1.阻裂作用纤维可阻碍混凝土中微裂缝的产生与扩展,这种阻裂作用既存在于混凝土的未硬化的塑性阶段,也存在于混凝土的硬化阶段。水泥基体在浇注后的24小时内抗拉强度低,若处于约束状态,当其所含水分急剧蒸发时,极易生成大量裂缝,此时,均匀分布于混凝土中的纤维可承受因塑性收缩引起的拉应力,从而阻止或减少裂缝的生成。混凝土硬化后,若仍处于约束状态,因周围环境温度与湿度的变化,而使干缩引起的拉应力超过其抗拉强度时,也极易生成大量裂缝,在此情况下纤维仍可阻止或减少裂缝的生成。 2.增强作用混凝土不仅抗拉强度低,而且因存在内部缺陷而往往难于保证。当混凝土中加入适当的纤维后,可使混凝土的抗拉强度、弯拉强度、抗剪强度及疲劳强度等有一定的提高。 3.增韧作用纤维混凝土在荷载作用下,即使混凝土发生开裂,纤维还可横跨裂缝承受拉应力,并可使混凝土具有良好的韧性。韧性是表征材料抵抗变形性能的重要指标,一般用混凝土的荷载——挠度曲线或拉应力——应变曲线下的面积来表示。另外,还可提高和改善混凝土的抗冻性、抗渗性以及耐久性等性能。 应该强调的是纤维混凝土中纤维的作用,并非所有纤维都能同时起到以上三方面的作用,有时只起到其中两方面或单一方面的作用,这与纤维品种、纤维性能、纤维与混凝土界面间的黏结状况以及基体混凝土的类别和强度等级等因素密切相关。 二、纤维的分类和性能 1.纤维的分类 纤维可以按照不同的原则进行分类。从工程实用观点考虑,可按纤维的材质、弹性模量以及长度分类,见表1. 表1 纤维分类表 分类原则类别

聚丙烯PP牌号的命名

聚丙烯PP牌号的命名方法 1. 国家标准牌号命名法 命名方法如下例所示: PPB-MP-300--M PPB----------特征单元1 MP-----------特征单元2 300-----------特征单元3 M-------------特征单元4 其中: 特征单元1为英文聚丙烯――Polypropylene的缩写PP,所有牌号均一致。表示丙烯聚合物的类型的缩写代号为: H——丙烯均聚物 R——丙烯无规共聚物 B——丙烯嵌段共聚物 特征单元2为聚丙烯产品的主要用途或加工方法、重要性能及添加剂等。均用相应的英文字母作代号。代号自左至右排列,依次称第一位、第二位、第三位和第四位。表示材料用途或加工方法在第一位写出,重要性能、添加剂等在第二至第四位写出。见表2.1.: 表2 特征单元2所用的代号

特征单元3代表聚合物的熔体流动速率公称值。熔体流动速率公称值的代号是以熔体流动速率公称值乘以100倍后的树脂表示之,但不得少于三个整数。如果乘100倍后只有二个整数,则应在这二个整数前面加上一个0;如果乘100倍后的数值为四个整数,则就将这个数作为代号。 特征单元4为备注,可表示聚合物的聚合类型,必要时列出材料的主要用途或特性的代号。如新的牌号、新的用途及新的特殊填料等,可自行添加。 表2.2 特征单元4所用的代号

以示例中的牌号PPB-MP-300--M 为例,其代表用于注塑用的低乙烯含量的嵌段共聚物,熔融指数MI为3.00,并抗冲击。 2 企业标准牌号命名法 聚丙烯树脂牌号的命名是由三个部分组成:第一部分为材料的加工方法的代号表示,第二部分为材料的熔体流动速率公称值的代号表示,第三部分是以聚合物聚合类型的代号表示。 企业标准牌号命名的基本模式示意图: 第一部分: 材料的加工方法,用英文第一个字母为代号,本《产品目录》中选用如下代号表示: F----挤压平膜;M----注塑; H----涂覆;T----挤出扁丝; I----吹塑薄膜;Y----纺丝;

聚丙烯改性 555

聚丙烯改性 【摘要】聚丙烯是一种综合性能良好的通用塑料,在日常用品,包装材料,家用电器,汽车工业,建筑施工等行业得到广泛应用,是目前增长速度最快的通用型热塑性塑料。但聚丙烯树脂仍存在许多缺点,克服这些缺点的方法就是对其进行改性。本文主要通过POE对聚丙烯改性以提高其韧性和硬度,以及通过氢氧化镁改性聚丙烯提高其阻燃性能。 【关键词】聚丙烯共混改性增韧阻燃 前言 聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一,具有密度小、刚性好、强度高、耐挠曲、耐化学腐蚀、绝缘性好等优点,但聚丙烯熔点较低,热变形温度低,低温脆性,抗冲击强度较低等缺点,很大程度上限制了其在工程中的应用。 本实验是对聚丙烯进行改性,提高阻燃性和韧性。聚丙烯是一种性能优良的塑料,它的耐腐蚀性、耐折叠性和电绝缘性好,耐热性和机械强度优于聚乙烯,而且价格低廉,容易加工,故应用较广。但是聚丙烯的抗冲击强度不够高,低温下发脆。为了提高它的韧性,常常将聚丙烯和POE共混改善它的韧性。增韧剂POE是茂金属催化的乙烯-辛烯共聚物,其特点是相对分子质量分布窄,密度低,各项性能均衡,易加工,赋予制品高韧、高透明性和高流动性。特别是对聚丙烯的增韧改性效果更加明显,对传统增韧剂EPDM、EPR构成了有力竟争。近几年国内李蕴能、张金柱等陆续发表了POE具有较高剪切敏感性,加工时与PP相容性好,其表观切变粘度对温度的依赖性更接近PP,与P共混时更容易得到较小的弱性体料径和较窄的粒径分布,因而增韧效果更好。无论是对普通PP、共聚PP还是高流动性PP,POE的增韧效果都优于EPDM或EPR。由于POE不仅具有橡胶的弹性,同时又具有塑料的刚性,因此在增韧PP的同时还能保持较高的模量、拉伸强度及良好的加工流动性。另外,POE不含不饱和双键,耐候性也优于EPDM、EPR、SBS等。 同其它塑料一样,聚丙烯容易燃烧,对其进行阻燃改性最常用的方法是把无机阻燃剂填充到聚合物基体中赋予聚合物以阻燃性。无机阻燃剂,氢氧化镁在高温下通过分解吸收大量热量,生成的水蒸气可以稀释空气中氧的浓度,从而延缓聚合物的热降解速度,减慢或抑制火对聚合物的燃烧,促进炭化、抑制烟雾的形

聚丙烯的共混改性

聚丙烯的共混改性 材料一班历晨 1205101018 摘要:聚丙烯,是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规,无规和间 规聚丙烯三种。 甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯,若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧无规聚丙烯,当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中,等规结构含 量约为95%,其余为无规或间规聚丙烯。 关键字:聚丙烯共混改性、聚丙烯改性研究、改性制品八大应用 聚丙烯共混改性 PP/EVA共混体系 : 物理共混改性的方法分别制备出乙烯—醋酸乙烯含量为0~20wt%的聚丙烯(PP)/乙烯—醋酸乙烯(EVA)共混切片,以PP为皮层、PP/EVA共混物为芯层,采用熔融纺丝工艺制备出皮芯复合中空纤维。文中通过研究原材料的组成、EVA含量、复合比例、纺丝温度和挤出速率/卷绕速率匹配对熔融纺丝稳定性的影响,确定了最佳熔融纺丝工艺,同时对复合纤维的力学性能进行了测试。采用差示扫描量热分析仪(DSC)、声速仪、宽角X-射线衍射仪(WXRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析与检测手段对PP/EVA共混物及共混纤维进行相关性能测试,并经过浸泡,研究皮芯复合中空纤维对有机小分子物质的吸附性能。结果表明:1、当EVA含量为0~20wt%时,可以顺利的进行共混造粒。PP/EVA共混物的熔融指数随着EVA质量百分含量的增加而明显降低;随着温度的升高,共混物熔融指数在230℃后急剧升高,流动性明显改善;PP/EVA共混体系为热力学不相容体系。2、具有可纺性的PP/EVA共混物,经严格控制纺丝条件,可以纺制成一定直径且粗细均匀的皮芯复合中空纤维。最佳纺丝工艺条件为:EVA含量10wt%,皮芯复合比6/4,纺丝温度230℃,挤出速率39.69g/min,卷绕速率500m/min。3、随EVA含量的增加和拉伸倍数的增大,纤维的纤度和断裂强度单调减小。当EVA含量为10wt%,实际拉伸倍数为3.7时,纤维的纤度为9dtex,断裂强度和断裂伸长分别为3.0cN/dtex、39%。4、皮芯复合中空纤维通过纤维内部EVA中的极性基团吸附有机小分子物质,吸附量主要取决于纤维中EVA的含量。5、乙烯—醋酸乙烯与有机小分子物质的溶解度参数差异决定吸附量,两者的溶解度参数差异越小,吸附量越大,因此皮芯复合中空纤维对丙烯酸甲酯的吸附性能很好,对苯乙烯吸附性较好,对乙酸乙酯和柏树精油的吸附性相对较差。 6、拉伸倍数在0~4倍时,随着拉伸倍数的增加,纤维对有机小分子物质的吸附量降低;随着温度 的升高,纤维对有机小分子物质的吸附量在50℃时出现最大值. PP/TPEE共混体系:聚丙烯(PP)纤维是由等规聚丙烯经纺丝加工制得的纤维,具有质轻、强力高、 弹性好、化学稳定性好、制造成本低、再循环加工简便等特点,被广泛用于无纺布、卫生用品、绳 索等。但由于聚丙烯纤维大分子内不含任何极性基团,结构规整,结晶度高,疏水性强,分子内不 含能与染料发生作用的染座,所以丙纶的染色性能较差,严重影响了其在服用纺织品上的应用。因 此,对聚丙烯进行可染改性,是广大研究工作者一直关注的热点。其中在聚丙烯基体中通过加入含 染座的改性剂进行共混改性,是聚丙烯纤维可染改性的主要方法。但改性剂的添加,会对聚丙烯的 纺丝性能和纤维力学性能带来较大的影响,因此,选择适宜的改性添加剂及如何改善聚丙烯与改性 添加剂的相容性,是共混改性的难点。本文采用共混改性的方法,选用与PP溶解度参数较接近的聚 对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)与聚四亚甲基醚二醇(PTMG)的嵌段共聚物(TPEE)作为改性添加剂,分别 以乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯 (PP-g-GMA)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为相容剂,在双螺杆挤出机中按一定共混比例制得共混样 品;利用扫描电镜(SEM)、旋转流变仪、差示扫描量热仪(DSC)、X-射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TG)

PP增韧改性

塑料增韧配方设计 一、塑料的韧性 塑料的韧性是指抗御外来冲击力的能力,常用冲击强度之大小来表示。 冲击强度是指试样受到冲击破坏断裂时,单位面积上所消耗的功。它可用于评价材料的脆性或韧性强度,材料的冲击强度越高,说明其韧性越好;反之说明材料的脆性越大。 可用于测定材料冲击强度的方法很多,已见报道的不下十五种,但比较常用的有如下三种。 (1)悬臂梁冲击强度也称为Izod试验法,适用于韧性较好的材料。它将冲击样条的一端固定而另一段悬臂,用摆锤冲击式样的方法。其计算方法为冲击破坏过程中所吸收的能量与试样原始截面积之比,单位kj/m2。对于韧性好的材料,因难以冲断往往在试样上开一小口,所以悬臂梁冲击强度常常需要标注有缺口或无缺口。 (2)简支梁冲击强度也称为Charpy法,适用于脆性材料。它将试样条的两端放在两个支点上,用摆锤冲击式样的方法。其计算方法为冲击破坏过程中所吸收的能量与试样原始截面积之比,单位kj/m2。此法有时也在试样上开口。 (3)落球冲击强度在规定的条件下,用规定形状和质量的落球(锤),在某一高度上自由落下对制品进行冲击,通过改变球的高度和质量,直至塑料制品被破坏为止。测定此时落球的高度和质量,可计算出制品在此高度下被破坏时所需能量,单位J/m2。 由于塑料制品的冲击强度对温度依赖性很大,所以测试时必须规定温度值。一般设置两种温度,常温为23,低温为-30. 同一种塑料制品,用不同的方法测定其冲击强度,会得到不同的结果,并无可比性,甚至会出现相反的结果。因此,要对韧性大小进行比较,必须用同一种测试方法。

在我们接触的塑料中,其韧性相差很大,常用塑料的落球冲击强度值见表1-1所以。 在不同应用场合中,对塑料制品的冲击强度要求不同。如汽车保险杠要求落球冲击强度大于400J/m,如此高的冲击强度要求,对大部分塑料而言都需要增韧改性方可使用。传统的增韧方法为在树脂中共混弹性体材料,其增韧效果很好,但不足之处为刚性降低,近年来开发出了新的刚性增韧方法,增韧和增强同时进行。 二、塑料弹性体增韧配方设计 1、塑料弹性体增韧机理 弹性体增韧的机理很多,目前最成熟的为银纹-剪切带理论。该理论的核心思路为在基体树脂内加入弹性体后,在外来冲击力的作用下,弹性体可引发大量裂纹,树脂则产生剪切屈服,靠银纹-剪切带吸收冲击能量。对于不同类型的树脂,银纹和剪切屈服对抗冲击的贡献不一样, 以脆性树脂为基体的弹性体增韧体系,外来冲击能主要靠银纹来消耗;如PS属于脆性材料,银纹对增韧的贡献大。要求弹性体的尺寸要与银纹的尺寸一致才有效,加入的弹性体要高浓度、大颗粒。 以韧性树脂为基体的弹性体增韧体系,外来冲击能主要靠剪切屈服来消耗;

聚丙烯改性

专业:08高分子1班学号:08206020135 姓名:金从伟 聚丙烯改性 引言:聚丙烯因其具有良好的加工性能和物理、力学、化学性能而获得广泛应 用。是目前增长速度最快的通用型热塑性塑料。聚丙烯的主要应用领域为学向拉丝制品,膜片制品及包装容器制品。但近年来将普通聚丙烯经过填充、增强、共混改性再作为原料制作汽车,电器.仪表等工业配套零部件也已成为其主要的应用领域。 关键词:聚丙烯;改性 1.物理改性 物理改性由于工艺过程简单,生产周期短。所制得材料性能优良。近年来已成为高分子材料一个新的研究热点。常用的改性方法主要有共混改性、填充改性、增强改性等。 1.1 共混改性 共混改性是将聚丙烯与橡胶或其它热塑性树脂的弹性体共混制备共混物。最古老和最简单的方法是机械掺合法。共混改性可明显改进低温脆性、冲击强度和耐寒性等。如聚丙烯与乙丙橡胶顺丁橡胶、聚异丁烯等共混,可提高冲击强度3~7倍,提高耐寒性8~ l0倍。聚丙烯除了二元共混体外,还采用了三元共混体系。如玻璃纤维增强聚丙烯和橡胶共混,不但改善了冲击韧性和耐寒性,同时刚性和抗蟠变性能也得到保证,其制品的力学性能可与ABs相媲美。 1.2填充改性 为了开拓聚丙烯在工程塑料应用领域中的用途,需要提高聚丙烯的刚性和耐热性,可以添加填充材料,如滑石粉、碳酸钙硫酸钡、云母、石膏、石棉、术粉、炭黑、硅藻粉和高岭土等。填充性主要是提高聚丙烯的刚性、耐热性和尺寸稳定性,并可降低成本 1.3增强改性 用玻璃纤维和碳纤维作为增强材料,其最大特点是基体树脂聚丙烯的化学稳定性强,可提高抗张、抗弯曲和冲击强度,降低成型收缩率。经增强后的聚丙烯,其性能与尼龙、聚甲醛、聚碳酸脂等工程塑料相当。玻璃纤维增强聚丙烯既保持了聚丙烯成本低的特点,且在玻璃纤维增强热塑性塑料 中,其比重最小,困而在重量和秽_格上占有优势,且具有流动性大、成型条件幅脚宽、耐水性和耐化学侵蚀性好的特点。所以,聚丙烯中添加玻璃纤维后,其耐热刚性、尺寸稳定性、耐蠕变性和机械强度等都有很大的提高,可作为工程塑料而广泛应用。同时,其要食品卫生方面无害,尤其是电性质良好 1.4添加助剂改性 为使聚丙烯性能适合各方面的需要,添加抗氧剂和紫外线吸收剂可提高聚丙烯的耐气展性}添加阻燃剂可降低聚丙烯的易燃性;添加成核剂可增强聚丙烯的透明性和光泽性。并可缔短成型周期等}添加其它助剂如抗氧剂、润滑剂、热稳定剂、发泡剂、着色剂等,可以改善聚丙烯的耐老化性、加工稳定性,抗静电性能等。 2. 化学改性

聚丙烯改性

聚丙烯纤维的表面改性 学院:同济大学浙江学院 姓名:董瀚 学号:090736 摘要:结合聚丙烯( PP) 纤维分子结构特点、表面特性以及在水泥基材料应用中存在的问题, 研究了等离子处理方法对聚丙烯纤维表面的改性技术。 关键词:聚丙烯纤维; 表面改性;等离子处理 Research Progress in Surface Modification Technology of PP Fiber ABSTRACT:In this article, we discussed the molecule structure and surface characteristics of PP fiber and the problems whenthey were used in cement matrix material. The surface modification technology of PP fiber was also researched with corona treatment with coupling agent. KEYWORDS:polypropylene fiber; surface modification;corona treatment 1 前言 近年来, 聚丙烯( PP) 纤维在抗裂要求较高的混凝土工程中得到迅速的推广应用, 其出色的阻裂效果已得到试验及工程的证实。但同时也存在一些致命缺点: 表面光滑; 表面能低; 分子链上不含任何活性基团, 而且表面疏水, 以致于纤维在水泥基材料中不易分散; 与水泥基材的物理化学粘接性能较差等,严重制约了其在水泥基材料中的应用。因此对纤维表面进行适当的改性, 提高其在水泥基材料基体中的分散性和界面结合力是聚丙烯纤维扩大应用的关键所在。本文主要介绍等离子处理方法(塑性开裂性能的缺陷)。 2 PP 纤维的结构和性能 聚丙烯是一种结构规整的结晶型聚合物, 为乳白色, 无味, 无毒, 质轻, 是聚烯烃的一种, 密度为0190~ 0. 91g/ cm3, 不溶于水, 熔点为165 ℃ , 燃点为590 ℃; 耐热性能良好; 聚丙烯几乎不吸水, 耐蚀性能良好, 与大多数化学品, 如酸、碱和有机溶剂接触不发生作用; 物理机械性能良好, 抗拉强度330 ~414MPa, 极限伸长率200% ~ 700% , 弹性模量为3.92~ 4. 90GPa; 耐光性能差【1】。 聚丙烯纤维是聚丙烯切片经纺丝、拉伸工艺制成的纤维级产品, 其抗拉强度、极限伸长率以及弹性模量随制作工艺不同而变化较大【2】。聚丙烯纤维虽然具有很好的力学性能, 耐化学侵蚀, 但也存在一些致命缺点, 分子不带有极性基团、表面呈化学惰性和憎水性、在水泥基材料的应用中存在与基材的粘结性和抗蠕变性能较差的缺点。 众所周知, 水泥基材料耐久性的重要地位并不亚于强度和其它性能, 而耐久性不足最终都归结为材料开裂。在水泥基材料中掺入高弹性模量的钢纤维, 其作用主要是阻止硬化材料破坏时的裂缝扩展, 使硬化材料在开裂后仍能保持一定的抗拉强度。与钢纤维相比, 聚丙烯纤维的掺入能有效的抑制早期( 塑性期和硬化初期) 水泥基材料由于离析、泌水、收缩等因素形成的原生裂隙的发生和发展, 减少原生裂隙的数量和尺寸。因此, 聚丙烯纤维和钢纤维的阻裂效应是不同的, 它们分别改善了不同时期水泥基材料的性能。在一些对水泥基材料裂缝要求严格的工程中, 掺用聚丙烯纤维则有可能获得更为满意的效果, 因钢纤维在材料开裂后方能发挥阻裂效应,有些场合并无实际意义, 而水泥基材料在早期易发生塑性开裂性能的缺陷, 却可通过掺入聚丙烯纤维得到解决和改善。

聚丙烯PP部分牌号介绍

聚丙烯PP部分牌号介绍

聚丙烯PP部分牌号介绍 品名型号产地熔指g/10min 特性及用途 拉丝级 T30S 大连西太 2.5-3.5 膜丝,纺织膜丝线,地毯背衬. 拉丝级 T30S 天津联化 3 纺织薄膜纱,地毯贴背. 拉丝级 T30S 华北一炼 3.2 用于包装绳和包装袋,地毯背衬,人造成草坪和各种用途的挤塑料网。 拉丝级 T30S 大连有机 3 膜丝,纺织膜丝线,地毯背衬. 拉丝级 T30S 齐鲁石化 3 生产膜裂纤维(农用绳索,细绳,纺纱)单丝,拉伸膜,管膜,流涎膜。 拉丝级 T30S 抚顺乙烯 2.5-3.5 编织袋,绳,地毯背衬,吹膜,集装袋. 拉丝级 T30S 中原乙烯 2.5-3.5 迁合于制作编织袋,打包带,绳索、地毯,被衬,家庭小用品,玩具,注射器。拉丝级 PP022 大连有机 3 膜丝,纺织膜丝线,地毯背衬. 拉丝级 PP022 前郭炼油 2.2-3.8 膜丝,纺织膜丝线,地毯背衬. 拉丝级 5004 辽阳烯烃 2.6-4.4 适用于切制薄膜(扁丝),单丝,和复丝。 拉丝级 2401 燕化 2.5 编织袋和编织膜 拉丝级 S1003 燕化 3.2 窄带,扁丝。 拉丝级 163 南韩大林 3.5 加工性,机械物性优秀,自动包装袋,绳子. 纤维级 Z30S 独山子 22-28 均聚物,长丝,丙纶,丙纶短纤维. 纤维级 Z30S 任丘 25 适于中速到高速纺生产的细旦膨化丝,连续丝和长丝。 纤维级 Z30S 西太 22-27 低速纺短纤维,BCF-CF复丝。 纤维级 Z30S 抚顺乙烯 20 均聚物,长丝,丙纶,丙纶短纤维. 纤维级 185 南韩大林 38 高纺丝、窄分子量分布、无味。(适合于BCF,CF及低Denier短纤维的高速加工) 纤维级 71735 辽阳烯烃 30-40 香烟过滤咀专用树脂,无纺布。 纤维级 HY525 抚顺乙烯 35 无纺布 共聚级 1647 燕化 10 耐高冲击的洗衣机底座,操作盘等. 共聚级 1947 燕化 28 耐高冲击的洗衣机内桶及汽车内饰件等. 共聚级 K8303 燕化 1.5 共聚注塑.高抗冲,器具,汽车部件 共聚级 K7726 燕化 29 共聚注塑.高抗冲,洗衣机桶及部件. 共聚级 EPF30R 独山子 11-15 包装用品、罩板、家庭用品 共聚级 EPS30R 独山子 1.2-1.8 中抗冲聚丙烯共聚产品,主要用于生产板条箱、中空材材、片材等。 共聚级 EPS30R 天联 1.5 板条箱、桶包装袋、重型包装箱 共聚级 EPS30R 齐鲁石化 1.2-1.8 中抗冲聚丙烯共聚产品,主要用于生产板条箱、中空材材、片材等。 共聚级 P340 盘锦 0.7-1.3 管材、管件、食品箱 共聚级 1340 燕化 1.2 室外用耐高冲击,饮料瓶箱等. 共聚级 K9935 燕化 35 汽车内部装饰,非FDA 共聚级 K1003 燕化 3 通用注塑类产品 共聚级 K9920 燕化 20 汽车内部装饰,非FDA

聚丙烯的增韧改性讲课稿

聚丙烯的增韧改性技术综述 摘要:本文阐述了聚丙烯(PP)的增韧改性,重点介绍了聚丙烯增韧改性的方法和成果,并对聚丙烯增韧改性历史和聚丙烯其他改性做了简介,归纳总结了聚丙烯增韧改性的未来发展方向。 关键词:聚丙烯;增韧改性;改性方法;改性成果 1引言 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,所以它在全世界范围内被大量生产和使用,成为仅次于聚乙烯的第二大塑料品种。但同时聚丙烯的一些缺点也限制了其在各行各业中的应用。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、制品尺寸稳定性差等缺陷降低了它在生产中的使用率【1】。因此,对聚丙烯进行改性以期得到更好更适用于使用要求的改性聚丙烯成为了聚丙烯工业发展的重要领域;而在此篇文章中,主要阐述的是聚丙烯的增韧改性,这也是聚丙烯改性中十分重要的一个分支。 2发展历史 1962年,美国开始工业规模化生产丙烯和乙烯的嵌段共聚物,即聚丙烯的共聚改性,这是聚丙烯增韧改性工业化生产的开始; 20世纪70年代中期,乙丙共聚技术普遍推广,不再局限于个别工业发达国家; 1992年,中国盘锦乙烯工业公司与中科院化学研究所合作成功生产出了高韧性共聚聚丙烯,是中国聚丙烯增韧改性的重大进步【2】; 此后,聚丙烯增韧改性技术不断增多和优化,共聚改性、共混改性得到发展;而在最近,纳米粒子增韧改性是最新的研究发展方向。 3改性方法 3.1PP韧性差的原因 PP分子链中存在甲基,使分子链柔顺性下降,由此结晶度高、晶粒粗大,近而表现出成型收缩率大,脆性高,韧性差等缺陷。 3.2PP增韧机理 目前大多研究者采用Dr Wu 的剪切带屈服理论。 即在拉伸应力作用下,高聚物中某些薄弱部位由于应力集中而产生空化条纹状形变区,材料由此产生了银纹,它可以进一步发展为裂纹,所以它常是聚合物破裂的开端。但是形成银纹要消耗大量的热量,若银纹能被适当地终止而不致发展成裂纹,那么它反而可延迟聚合物的破裂,提高聚合物的韧性【3】。增韧也就是为了防止银纹变成裂纹,使聚合物不易破裂。3.3PP改性方法 PP的增韧改性方法主要有共聚改性、共混改性及添加成核剂等。 3.3.1共聚改性(化学改性) 共聚改性主要分为以下三类【4】:无规共聚改性,即采用生产等规PP的工艺路线和方法,使丙烯和乙烯的混合气体进行共聚;嵌段共聚改性,工业主要生产末端嵌段共聚物以及PP、聚乙烯、末端嵌段共聚物三者的混合物;接枝共聚改性,在PP主链的某些原子上接枝化学结构与主链不同的大分子链段。 3.3.2共混改性(物理改性) 通过PP与其他聚合物共混,使其他聚合物填入PP中较大的球晶内,改善其韧性和低温脆性。这种方法有比较明显的特点特点,耗资少并且生产周期短【5】。 PP共混增韧方法主要有4类【3】:

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