提高发泡聚丙烯熔体强度的研究进展
化学交联改性提高聚丙烯发泡性能的研究

聚丙烯 ( P 发泡材料与聚苯乙烯 ( S 、 P) P ) 聚乙烯 (E 和聚 P) 氨酯 (U) P 等传统的发泡材料相 比, 具有 以下优点: 1耐热性 () 好, 热塑性的聚丙烯泡沫 材料最高使用温度可达 10 通常 3 ℃, 的聚苯 乙烯泡沫最高使用温度约 8  ̄ 聚乙烯泡沫使用温度 0 C,
公司 :
偶氮二 甲酰胺 ( ) A O H, AC , Z . 市售:
三官能团单体 , 季戊 四醇三丙烯酸酯 ( R 4 ) 美国沙 多 S 4 4,
玛上海分公司。
2 实验 设 备 及 仪 器 . 2
0 O ‘ 0 4i0 B i口 8 口 fc ‘ 0 l2口 ‘ T■口‘
图 1 加 入 l DC . b 份 P的 聚 丙 烯 转 矩 随 时 间 的 变化 关 系
图 1a . 所示 为纯 聚丙烯 ( P E S 0 的扭矩 变化 图。 P P 3 R) 平 衡扭矩 为 1 Nm, . 6 经过 1 0 s 7 0 平衡 时间为, 开始 加入物料 是,
转矩迅速升 高 , 2 s 约 7 后达 到转 矩最大值 , 此后 , 随着 时间 的 增加 , 转矩先迅 速下降后下 降较平缓 , 速下降段 ( 78 s 迅 2 -0 )
出, 成泡孔塌 陷, 而导致普通 P 形 从 P无 法 直 接 发 泡 。 为 了克
服这个缺点 , 必需改善 P P基体 的粘弹性 ,目前一般采用下列 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三种方法: 1P ( ) P部分交联, 就是利用辐照交联法或者化 学交 联法使高分子链之 间通过支链连 结成三维空间网状结构,使
熔 体强度 、 体粘 度显著提高。( ) 熔 2 采用高熔体强度 P , P 所谓
转矩流 变仪测试条件 : 温度 2 0 转速 8 r 0 ℃, 0/ m。
聚丙烯发泡最新研究进展

PP 来发泡,因为聚丙烯是结晶性塑料,熔点为164-170℃,达到熔点后粘度迅速下降,此时发泡会发生气体逃逸,PP 熔体无法包裹住气泡,从而导致泡孔塌陷,无法得到良好的发泡发泡制品。
要得到高质量的聚丙烯发泡制品,必须对聚丙烯进行改性,提高其熔体强度。
2国内外聚丙烯发泡材料的研究现状聚丙烯泡沫塑料市场前景广阔,可作为隔热材料应用于冰箱、空调、太阳能隔热层上;可作为缓冲材料应用于汽车内饰和汽车保险杠;可作为包装材料应用于家电、精密机械设备的减震包装上;作为降解材料可应用于一次性餐盒,这种餐盒在阳光照射15天后可降解粉化成粒状。
国外许多国家在20世纪70年代就开始研究聚丙烯发泡材料,目前国外只有少数几个国家能生产聚丙烯发泡,如美国、日本、德国、意大利等借鉴了Iniferter 法引发活性自由基聚合的反应原理,以“双二五”和Iniferter 四乙基秋兰姆(TETD )为引发剂在线性PP 体系中实现了链引发、链转移和链终止功能,采用这种方法在挤出机中实现了活性自由基聚合反应。
研究发现聚丙烯长支链的含量可以通过控制螺杆转速来调节。
挤出制备长支链型高熔体强度聚丙烯(LCB-HMSPP )熔体弹性较好,熔体强度明显提高,具有明显的应变硬化特征。
2.1.2定向聚合法定向聚合是制备LCB-HMSPP 最直接有效的方法。
ZhibinYe等人研究了不同交联组分用量对体系拉伸粘度的影响,研究发现体系中交联组分含量在0.3%时,体系表现出显著的应变硬化特征。
因此,也可尝试在线性聚丙烯中掺混少量交联组分制备高熔体强度聚丙烯。
2.1.4高能射线辐照法指PP 原料加入辐照敏化剂,在电子束或者钴源的作用下交联或支化,从而提高熔体强度。
BKrause ½ÌÊÚ£¬Í¨¹ýµÍ¼ÁÁ¿·øÕÕ·½·¨ÑÐÖÆ³öÁ˸ßÈÛÌåÇ¿¶È¾Û±ûÏ©¡£ÀûÓÃÕâÖÖ¾Û±ûÏ©·¢ÅÝ£¬·¢Åݱ¶ÂÊ¿ÉÒÔ´ïµ½8~25倍。
提高聚丙烯熔体强度的研究进展分析

良的力学性 能。聚丙烯力学性 能的绝对值高于聚 乙烯 , 但在塑 问的交联 , 在酶和 多功 能试剂之问形成 的共 价键 , 从而 得到三 料材料 中仍属 于偏低的品种 ,其 拉伸强度仅可 达到 3 0 MP a 或 维 的交联 网架结构 , 如 图所示 : 稍高的水平 ,等规指数较大 的聚丙烯具有较高 的拉伸 强度, 但 随等规 指数 的提 高, 材料 的冲击 强度有所 下 降, 但下 降至某一
概 述 了提 高聚丙烯熔体强度 的两种方法 : 共 混法和交联 法, 并介绍 了该方法的国 内外研究进展 、 特点 , 对未来研究 的重, 占 、 及 热点进
行 了展 望 。
【 关键词】 聚丙烯 ; 熔体 强度 ; 方法
聚 丙烯 ( P P ) , 是 一 种 新 型 的泡 沫 塑料 , 无毒 、 无味 , 密度 小 ,
一
一
技 术市场
提 高聚丙烯熔体 强度的研 究进展 分析
宋文 浩
( 中国石化集 团清江石油化工有 限责任公 司, 江苏 淮安 2 2 3 0 0 2 )
【 摘 要】 本 文介绍 了聚 丙烯 ( P P ) 泡沫塑料 的特点 、 国内外发展 概况及其发 泡研 究 中存 在 P P 熔体 强度较低 的普遍 问题 。重点
它 的化学稳定性随结 晶度 的增加还有所提 高, 所 以聚丙 烯适合 发展 , 虽然有 的还不是很成熟 , 比如接 枝、 共聚等方 法都还在探
制 作各 种 化 工管 道 和 配 件 , 防腐 蚀 效果 良好 。 ( 4 ) 电性 能 。聚 丙 索期 , 但 是其研究 的成效还是颇大的 。本文主要对聚 丙烯的性 烯 的 高 频 绝 缘 性 能优 良 , 由于 它 几 乎 不 吸 水 , 故 绝 缘 性 能 不 受 能作 了简要 的介绍 , 并对改进其熔体强度 的提高方 法进 行 了探
聚丙烯发泡材料的应用及研究进展

1.1 交联 PP 发泡技术
随着加工温度的升高, -- 树 脂 熔 体 粘 度 急 剧 下 降, 发泡 剂 分 解 出 来 的 气 体 难 以 保 持 在 树 脂 中 , 气体 的逸散会导致发泡难以控制; 结晶时也会放出较多的 热量, 使熔体强度降低, 发泡后气泡容易破坏, 因而不 易得到独立气泡率高的发泡体。若能使 -- 树脂在发 泡之前交联, 使其熔体粘度随着温度升高而降低的速 度变慢, 从而在较宽的温度范围内具有适当的熔体黏 度。交联还可同时提高 -- 泡沫塑料的物理机械性能, 交 联 发 泡 -- 比 未 交 联 的 发 泡 -- 耐 热 温 度 提 高 :5D
-- 的 弯 曲 模 量 大 约 是 !0123-4, 远 远 高 于 -. 的
; 2) 2567-4,因此 -- 泡沫的静态载荷能力优于 -.( 其中的无定形区在室温下 -- 的玻璃化温度低于室温, ( 玻璃化温度为 !518 )在 处于高弹态, 而无定形的 -/ 室温下处于玻璃态,因此 -- 泡沫的冲击性能优于 -/ 泡沫 ( 发生软化和变 9 :) -/ 泡沫在 !518 以上使用时, 而 -- 泡沫的热 形; -. 泡沫也很少在 !558 以上使用, 变形温度比较高 ( !;18) , 耐高温性能优良, 可以在高 温环境中使用; ( #) -- 具有非常优良的耐化学性能, 可以与 -. 媲美; ( 1) 由于侧甲基的存在, -- 易于发 生 ! 降解, 且 -- 泡沫便于 回 收 利 用 , 其环境友好性 优于其他发泡材料 <!=2>。正是基于上述优点, -- 发泡材 料在许多工业领域的应用尤其是在汽车工业和食品 包装工业的应用极具竞争力,可以替代现有的 -/ 和 前景非常广阔。 -. 泡沫, 然而,与 -/ 和 -. 相比, 其 -- 的发泡非常困难, 主要原因是通用 -- 为线形高分子,挤出发泡的加工 窗口非常窄, ?%@) 曾 经 估 算 过 适 宜 于 -- 发 泡 的 温 度 —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——— —— —— —
高熔体强度聚丙烯发泡进展

2018年 第28卷 第3期 塑料包装11. 前 言通用聚丙烯(PP)树脂具有较高的刚性、优良的力学性能、良好的热和化学稳定性及可回收性等,从而促使PP 发泡材料具有较好热成型、耐热性、能量吸收性、吸音性和可降解性等优点,在汽车、家用电器、餐具、食品包装、建筑等领域有广泛应用[1-3]。
然而,普通PP 是一种结晶型聚合物,当温度超过熔点,熔体粘度迅速下降。
因而,适于普通PP 发泡温度窄(约4℃),其只能在结晶点附近进行发泡[4,5]。
相比之下,高熔体强度聚丙烯(HMSPP)是指一类具有较高熔体强度,在加工过程中有显著的应变硬效应,较普通PP “可发性”有较大提高[6]。
因此,HMSPP 常用来作为制备发泡材料的原料。
相对于聚苯乙烯(PS)等发泡材料,聚丙烯发泡材料起步相对较晚,但已在日本、美国、德国等世界发泡国家大力发展。
目前,市场上主要生产泡沫塑料特辑高熔体强度聚丙烯发泡进展矫阳1 汪文昭1,2 陆永俊1 程安仁1 代培1 赵雪娜1 郭月莹1 (1.北京市射线应用研究中心,辐射新材料北京市重点实验室,北京100015;2.北京市辐射中心,北京100875)摘要:本文介绍了聚丙烯发泡材料因其具有较高的刚性、优良的力学性能、良好热和化学稳定性及可回收性等,在多领域方面得以应用。
而普通聚丙烯发泡温度窄,普遍提出以高熔体强度聚丙烯制备聚丙烯发泡材料。
本文还介绍了制备高熔体强度聚丙烯四种方法及制备聚丙烯发泡材料的四种加工方法,并对聚丙烯发泡材料的应用前景进行探讨。
关键词:高熔体强度聚丙烯 聚丙烯发泡材料 挤出发泡 釜压发泡 注射发泡The Progress of Study on High Melt Strength Polypropylene FoamYang Jiao 1 Wenzhao Wang 1,2 Yongjun Lu 1 Anren Cheng 1 Pei Dai 1 Xuena Zhao 1 Yueying Guo 1(1.Beijing Key Laboratory of Radiation Advanced Materials,Beijing Research Centerfor Radiation Application, Beijing 100015;2.Beijing Radiation Center, Beijing 100875)Abstract :This paper introduced that the polypropylene foam was widely used in many applications because of itsgood stiffness,fine mechanical property, fine thermal and chemical stability and recoverability. However,the researchers proposed that obtaining polypropylene foam by high melt strengthpolypropylene instead of general polypropylene since its poor foamability. It also introduced four methods of high melt strength polypropylene preparation and four methods of polypropylene foampreparation in this paper. Finally,it also discussed the applications of polypropylene foam in the future. Keywords :high melt strength polypropylene polypropylene foam extrusion foaming batch foaminginjection foaming2塑料包装2018年 第28卷 第3期HMSPP 厂家有巴塞尔(Basell)和北欧化工(Borealis),具有PP 发泡技术的厂家主要有JSP 、Kaneka 、BASF 、Berstorff 公司[7]。
聚丙烯发泡材料研究进展

聚丙烯发泡材料研究进展作者:袁超来源:《卷宗》2016年第08期摘要:综述了聚丙烯(PP)发泡材料相对于传统泡沫塑料的优异性能,指出PP发泡的关键在于高熔体强度聚丙烯(HMSPP)原料、设备以及生产配方,同时简略介绍了HMSPP的制备技术、发泡工艺、常用的设备以及国内外主要生产厂商。
对国内科研工作者而言,聚丙烯发泡材料是具有广阔市场前景的挑战课题。
关键词:聚丙烯;高熔体强度聚丙烯;设备;加压发泡1 聚丙烯发泡材料简介泡沫塑料是塑料中含有大量气孔的材料,其由于具有质轻、绝热、隔音、低成本、热导率小、比强度高等优点,而广泛应用于包装、运输、汽车、建筑等材料中。
常见的泡沫塑料主要包括聚氨酯(PU)、聚苯乙烯(PS)和聚烯烃三大类。
其中,聚苯乙烯发泡制品因难以降解回收,被公认为“白色污染”,已于2005年被联合国环保组织宣布停止生产和使用;而聚氨酯的发泡材料,因在发泡过程产生有毒的异氰酸酯残留物,也难以达到现代工业对环保的要求[1]。
相对而言,聚烯烃,尤其聚丙烯(PP)发泡材料在使用性能、生产成本以及环境的影响方面具有独特的优势,如良好的热稳定性(最高耐热温度130℃),优异的耐化学腐蚀性和可降解性,较高的韧性、拉伸强度和冲击强度,以及较低的加工成本,而逐渐成为人们关注的焦点[2]。
PP发泡材料开发的历史较短,国外许多国家从20世纪70年代开始研究聚丙烯发泡材料,但是由于传统的PP发泡工艺性能较差,特别是发泡PP片材的生产技术难度较大,使其难以获得高质量的泡沫塑料制品,因而直到1980年PP发泡才实现工业化[3]。
传统PP的发泡工艺性能很差,这是因为普通的聚丙烯为柔软的长链大分子结构,结晶度和结晶倾向较高,达到熔点后粘度迅速下降(熔体粘度较低、熔体强度不足),此时发泡会发生气体逃逸,PP熔体无法包裹气泡,进而导致泡孔塌陷[4]。
多年的研究表明,提供高熔体强度的聚丙烯(HMSPP)是制备聚丙烯发泡材料的关键技术。
高熔体强度聚丙烯的研究进展

2012 年第 41 卷
术多为聚合物颗粒与引发剂和单体直接接触,没有 悬浮介质和溶剂的干扰,因此工艺简单[16-17]。
接枝反应是反应挤出法常用的一种方式,所 用的接枝单体主要包括马来酸酐(MAH)和三羟甲 基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)等。Tang等[18]以MAH 为单体,环氧树脂为扩链剂,通过反应挤出法得到 HMSPP。他们的研究表明,长支链在HMSPP结晶 过程中起成核作用,HMSPP的MFR降低而熔体强 度提高。Mabrouk等[19]使用硅烷和MAH接枝得到 HMSPP,再通过一步法——以磷酸三烯丙酯为单 体通过自由基聚合得到具有差别化链分布的双峰相 对分子质量分布产物;或通过两步法——利用乙烯 基三乙氧基硅烷作为单体再经过湿固化得到具有更 均匀结构的HMSPP。Zhang等[20]研究发现,在过氧 化物存在下,使用N,N-二甲基二硫代氨基甲酸酯 (CDD)铜,可通过控制PP骨架的降解和TMPTA自 身的均聚来提高长支链接枝效率。该研究组采用双 螺杆反应接枝得到了熔体强度达0.12 N的HMSPP。 他 们 还 以 T M P TA 为 单 体 , 利 用 密 炼 熔 融 自 由 基 改性,研究了CDD锌对PP的支化及降解过程的影 响。研究发现,CDD锌中的N取代基团可使PP分子 链段在接枝过程中形成大量长支链结构[21]。
coating聚丙烯pp是目前丐界上应用最广泛产量增长最快的树脂之一2011年全球pp产量可6098mt需求量549mt仅次于聚乙烯pe普通pp是一种部分结晶的聚合物相对分子质量当温度高于熔点时其熔体强度急剧下降在用于压延挤出和涂布生产时易出现边缘收缩戒卷曲热成型制品壁厚丌均収泡时泡孔塌陷等问题而丏在熔融状态下普通pp没有应发硬化效应因此pp的应用范围叐到限制
第8 期
聚丙烯发泡的研究进展

聚丙烯发泡的研究进展文/ 郭 喆 揣成智 刘 卉摘 要:聚丙烯(PP)树脂具有原料来源丰富、质量轻、性价比高、耐热性好、耐化学腐蚀性、易于回收等特点,是世界上应用最广、产量增长最快的树脂之一。
PP发泡材料是国外80年代中期开发的一种性能优越,用以取代传统泡沫材料的新型泡沫材料。
本文介绍了发泡PP的性能、发泡工艺、发泡技术以及国内外的发展现状。
关健词:聚丙烯发泡 性 能 发泡工艺 发泡技术 国内外的发展现状Abstract: The Polypropylene (PP) is one of the most generally used resins in the world. And it's also one of the resins that the yields increase the fastest. Because the PP resin has so many excellent characteristics such as abundant resource, low density, high performance price ratio, heat-resistant corrupt-proof and easy recycle. Furthermore, the PP foam is becoming the focus in plastics foam fi e ld for its particular and excellent performance. In this article,performance, foaming process, foaming technology, development situation at home and abroad of polypropylene foam are introduced.Key words: Polypropylene foam Performance Foaming process Foaming technology Development situation at home and abroadThe Progresses of Studies on Polypropylene Foam编者按:塑料制品广泛应用于日常生活,给人们带来便利,但是其却是生活中细菌传染的途径之一。
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聚丙烯(PP)泡沫塑料是20世纪70年代初开发的一种新型材料,它除具有一般发泡制品已知的特点外,还有良好的热稳定性、耐应力开裂性能及较高的拉伸强度和冲击强度,而且具有良好的可回收性,有利于环保。
所有的这些特点使得PP泡沫塑料在汽车、包装、日用品和结构材料等各个领域具有显著的优越性。
目前,国外少数国家如美国、德国及意大利等已经实现了PP泡沫塑料的工业化生产。
我国近些年才开始PP泡沫塑料方面的研究,至今技术仍不成熟,工业化生产还处于起步阶段。
1 PP发泡中的普遍问题PP发泡研究中普遍存在的问题是PP为结晶性聚合物,结晶度较高,在温度到达结晶熔融温度后,其熔体粘度迅速下降,使发泡过程中产生的气体很难保持住。
因此如何提高PP的熔体强度是其发泡成型中一个必须解决的问题。
2 提高PP熔体强度的方法为了解决PP的发泡问题,必须改善PP的熔体强度。
目前主要有下列4种方法,即采用高熔体强度PP(HMSPP)、PP部分交联、PP共混改性、PP/无机物复合材料。
2.1 采用HMSPP分子中含有支链结构的PP即为HMSPP。
HMSPP的熔体强度一般是普通PP的1.5-15倍。
长支链结构改变了普通PP所具有的应变软化的特征,改善了PP在加工过程中的缺陷。
20世纪90年代,HMSPP在发泡成型方面的优势开始显现。
1992年,J.J. Park等采用HMSPP进行发泡成型研究,发现HMSPP可以有效阻止气体流失,减少泡孔合并,提高PP泡沫塑料的体积膨胀率。
2002-2004年,H.E. Naguib等研究发现,在使用CO2和异戊烷作发泡剂进行挤出发泡时,HMSPP所得制品与线性PP相比,泡孔密度小,泡孔合并现象少。
2006年,Y.Masayuki等在研究中指出,HMSPP的拉伸粘度明显高于普通PP,熔体强度提高。
2007年Hee-Soo Kim等用不同分子量的马来酸酐对PP进行接枝然后进行后处理,发现在一定范围内,PP的分子量越高,接枝后PP的热稳定性越好,熔体强度提高。
由于具有支链结构的HMSPP的熔体强度高,在发泡过程中泡孔不易合并或塌陷,开孔率低,泡孔结构好,因此对其开发利用具有很大意义。
然而,HMSPP的制备需经过复杂的化学反应过程,而且工艺条件难以控制。
目前国外一些公司相继开发出了HMSPP,如奥地利PCD聚合物公司开发的B6033,Chisso America公司推出的Expan PP,比利时Montell公司生产的Profax PF814,以及Exxon、Rmoco、Shell 等公司通过改变聚合方法生产出的HMSPP。
此外,Rexene、Quantum Chemical、ICI及Huntsman等公司也开发了不同牌号的HM-SPP产品。
而国内在该方面的研究才刚刚起步,目前只有北京化工研究院和扬子石化研究院成功研制出了HMSPP。
2.2 PP部分交联交联就是高分子链之间通过支链连结成一个三维空间网状结构。
PP经过适当交联之后,熔体强度会有显著提高。
交联的方法有辐射交联和化学交联两种。
2.2.1 辐射交联辐射交联是在光或各种高能射线的作用下进行的,比较常用的是电子辐射和60Coγ射线辐射。
20世纪80年代中期,日本Nojiri等研究了PP辐射交联发泡过程,通过加入酚类化合物提高交联效率。
1987年,Hi-mont公司采用电子阴极射线辐射直链PP,使其产生长链支化,生产出较高重均分子质量和较高支化度的PP。
1995年,Basell等研究了一种制备具有高熔体强度PP的方法。
在氮气气氛、室温条件下,通过小剂量辐射高分子量PP,在其结晶阶段诱发边界反应,使其分子链断裂并移植、交联,从而获得具有支链结构的PP、并发现该种产物有利于发泡。
2004年,Debras等研究了电子辐射量至少为5MeV,使用10kGy辐射剂量的情况下制备具有高熔体强度的PP,这种方法类似于Basell的技术。
2007年,A.B.Lugao等对PP辐射交联做了系统的研究,分析了PP辐射交联的技术并对PP辐射交联进行了展望。
国内,北京化工研究院的乔金梁等成功进行了低辐射剂量辐射交联生产发泡PP材料及制品的研究,并申请了专利。
2003年,北京化工大学王永斌等在PP中加入双官能度敏化剂SR213,再经60Coγ射线辐射后,制得了具有长链支化结构、微凝胶含量的PP。
这种PP克服了普通PP熔体强度方面的缺陷,其拉伸强度、冲击强度等力学性能都有较大程度的提高,并且凝胶含量很小,能满足进一步成型加工的需要。
然而,PP与其它聚烯烃相比,由于其本身分子结构的特点,交联比较困难,而且成本较高,因此目前实际应用仍比较少。
2.2.2 化学交联化学交联在PP中的应用比辐射交联要晚一些,是改善PP熔体强度的一种较常见的方法。
化学交联是在有机过氧化物作用下生成自由基,然后进一步分解或发生交联反应。
初期PP的化学交联研究主要是加入少量的有机过氧化物进行化学交联。
PP在有机过氧化物的作用下发生交联,但同时又易发生降解,解决方法是添加合适的助交联剂。
通常采用多官能团的物质作为助交联剂。
国外Chodak公司研究了在有多官能团单体存在情况下PP的化学交联,选用的单体是双马来酸二丙烯酯(DAM)和四甲基丙烯酸季戊四醇酯(PETM)。
结果表明,多官能团单体可显著提高交联效率。
20世纪80年代,关于PP化学交联发泡过程的研究较多,国外发表了很多专利。
1982年,德国Elohmar 通过PP和聚丁烯或(乙烯/乙酸乙烯酯)共聚物(E/VAC)混合,利用有机过氧化物交联进行低密度发泡PP制品的生产。
1985年,日本Kimura等在其专利中介绍了一种新的化学交联方法。
首先将交联剂、发泡剂与基体PP熔融混合后注入到加有润滑剂的长形口模中,然后加热熔体使交联剂和发泡剂分解,使PP交联和发泡剂分解都在口模中完成,最后将混合物熔体注入低压区发泡成型。
制得酌泡沫样品泡孔均匀、泡孔结构较好。
1996年,日本Ueno等利用PP和1,2-聚丁二烯共混进行发泡。
在高温高压下,1,2-聚丁二烯中具有化学活性的乙烯基侧链在热和剪切作用下发生分子间交联或分子内环化,反应后的产物与PP分子链紧密缠绕在一起,降低子混合体系的粘弹特性的温度敏感度,扩大了PP的发泡温度范围,提高了PP 的发泡倍率和发泡性能,制得了泡孔结构均匀、表面规整的泡沫塑料制品。
2002年,G.Kotzev用叔丁基过氧化乙烷和对苯二酚分别作为交联剂和交联助剂,对PP/低密度聚乙烯(LDPE)共混物进行交联反应注射成型,制得的交联发泡样品的泡孔大部分是球形结构,且泡孔分布均匀。
研究表明,作为交联助剂的对苯二酚的含量对凝胶含量和泡孔结构影响很大。
当对苯二酚含量过多或过少时,PP分子降解严重,粘度低,从而使泡孔合并增加,泡孔形状不规则且分布不均匀。
2005年,A.Marcilla等研究了不同的过氧化物及聚丁二烯浓度对PP交联的影响,发现随着聚丁二烯用量的增加,交联度提高。
2006年,A.Thitithammawong 等研究了PP与环氧天然橡胶的交联,讨论了不同的氧化剂类型、浓度及温度对交联效率的影响,并指出合适的氧化剂是获得良好交联的重点。
国内在PP交联发泡研究方面起步较晚,近些年也做了很多研究。
1998年,北京燕山石化研究所的孟翠省使用过氧化二异丙苯(DCP)作为交联剂和二乙烯基苯作为助交联剂,通过合理选择发泡剂和工艺路线,得出了制备PP发泡专用料的合理配方和最佳的工艺路线。
2001年,北京化工大学鲍洪杰等介绍了一步法交联PP挤出发泡成型技术。
首先将混有发泡剂、交联剂和其它助剂的PP在挤出机内进行塑化,与此同时发生适度的交联反应。
控制工艺条件,在具有适当的熔体粘度后令发泡剂完全分解。
而后混合体系经挤出在机头口模处发泡。
山西省应用化学研究所的张红宇在PP中加入不同含量的引发剂DCP及交联剂对PP进行化学交联,提高了PP的熔体强度。
2002年,四川大学的孙洲渝利用DCP与乙烯类化合物分别作为交联剂和助交联剂、双氰胺改性偶氮二甲酰胺(ADC)为发泡剂,制得了可发性微孔PP注射粒料。
2003年,华北工学院李迎春等以DCP为交联剂,二乙烯基苯为助交联剂,使PP在发泡前交联,并利用压制成型方法制得了泡孔均匀、细密的泡沫板材。
PP部分交联之后,提高了熔体强度,改善了发泡性能。
然而,由于PP分子结构的特点,在交联的同时易发生降解,交联过程比其它聚烯烃要困难得多。
此外,在PP交联反应时加入的化学交联剂通常对人体有害,所制得的交联发泡产品可降解回收性差,不利于环保,PP的部分交联方法仍有待于进一步研究、改善。
2.3 PP共混改性PP与其它聚合物共混改性可以获得良好的发泡性能,此技术受到了足够重视,发展很快,是当今研究的热点。
2.3.1 不同PP共混由于聚合方法不同,分子量及分子结构不同,PP性能也有很大差异。
通过将不同PP共混可以提高PP 的发泡性能。
早在1969年,德国Eberle等就进行了相关的研究,将高分子量等规PP和低分子量PP进行混合。
由于低分子量PP不仅与化学发泡剂具有较好的亲和性,又与高分子量PP充分相容,因而化学发泡剂可均匀分散于整个聚合物体系中,从而制得泡孔结构较好的制品。
1990年,美国Amoco公司通过将不同比例的低粘度等规PP和高粘度无规PP共混进行挤出发泡成型,制得了密度低于0.2g/cm3、泡孔结构较好的制品。
2002年,A.C. Chang等分别从结构和力学性能方面对普通PP和HMSPP的混合物进行了大量的研究,发现HMSPP的加入提高了材料的拉伸弹性模量及熔体强度,与此同时,材料的横纵断面强度也得到了提高。
国内也开始通过不同PP共混进行PP发泡制品的生产。
2004年,中国石油华北石化公司刘振龙等采用普通挤出机,以掺混了质量分数10%-15%的HSMPP的普通PP为原料,加入化学发泡剂、成核剂生产出PP低发泡片材。
2.3.2 与PE共混。
PP和PE都是结晶性聚合物,都难以发泡,但两者共混后,情况发生了变化。
温度升高时,PE熔点低先熔化,PP后熔化,使共混物的熔融温度范围变宽,又因为PE的熔体强度高于PP,所以提高了PP/PE 共混物的熔体强度。
20世纪90年代中期到21世纪初的一段时间内,对于PP/PE共混发泡的研究较多。
1994年,日本住友化学公司采用PP嵌段共聚物与PE共混获得了离模膨胀比大于1.7的发泡材料,并实现了工业化生产。
1998年,Doroudiani等将高密度PE(HDPE)和等规PP共混,研究结晶度和结晶形态对微孔尺寸及其分布的影响。
研究表明,结晶性聚合物的结晶形态对发泡气体的溶解度、扩散性及样品的泡孔结构有很大影响。
晶核越少,结晶度越低,泡孔结构越好。
2002年,C.P.Park采用间规立构PP与LDPE共混进行挤出发泡成型,制得了柔软的、尺寸稳定性较好的泡沫产品。