聚丙烯增韧改性的研究进展
高分子聚丙烯(PP)增韧改性技术
高分子聚丙烯(PP)增韧改性技术摘要：聚丙烯(PP)作为一种成熟的热塑性塑料，在机械性能好、无毒、相对密度低、耐热性好、耐化学性强、电绝缘性高、易于加工成型等诸多方面具有优异的性能。
此外，原料易得，价格相对较低，因此已广泛应用于家电、建筑、汽车、包装等轻工业领域和化工领域。
关键词：聚丙烯；化学改性；物理改性；增韧改性；一、化学改性1.接枝改性。
PP接枝改性就是在其分子链上引入适当基团，利用二者极性和反应性，即可改善PP性能上的不足，同时赋予其某些特殊功能，又能很好地保持其优异特性。
因此接枝改性是扩大PP应用范围的一种行之有效的方法。
在马来酸酐(MAH)固相接枝改性聚丙烯(PP)的过程中加入合适比例的异氰脲酸三烯丙酯(TAIC)作为共聚单体，可以大大提高MAH在PP上的接枝率，同时可以有效抑制在普通固相接枝过程中PP的严重降解，得到了性能较好的高极性PP与普通固相接枝法与熔体接枝法对比，双单体固相共聚接枝改性PP是一种得到高极性PP的有效方法。
2．交联改性。
PP交联的方法可采用有机过氧化物、氮化物(化学交联)和辐射交联等。
其主要区别在于引起交联反应活性源的生成机理不同。
交联过程是用带有烯类双键的三官能团的有机硅烷在少量过氧化物的存在下，与PP在挤出机中熔融共混完成接枝反应(或者与丙烯单体共聚)，然后在水的作用下，硅烷水解成硅醇，经缩合脱水而交联。
该技术的关键是在接枝反应时必须严格监控，防止PP降解。
PP经交联后赋予其热可塑性、高硬度、良好的耐溶剂性、高弹性和优良的耐低温性能等。
研究了在聚丙烯(PP)隔膜表面接枝二乙烯基苯(DVB)／丙烯酸甲酯(MA)交联聚合物网络，提高隔膜高温条件下尺寸稳定性的改性方法。
在PP中加入低密度聚乙烯(LDPE)和过氧化二异丙苯(DCP)，提高PP交联度，从而大大提高PP 的熔融黏度。
研究了共混聚合物组分的种类和含量对PP交联度的影响。
结果表明，在共混过程中，部分PP和LDPE分子在热作用下相互促进，产生了接枝交联；共混物比纯PP的泡孔结构优且发泡效果佳，当LDPE为70％，发泡剂为5％，DCP为O．36％时，PP的发泡效果最好。
pp增韧及pp、pe共混
PP增韧及PE/PP共混改性研究摘要：从塑料增韧聚丙烯(PP)体系（主要是与PE共混）、橡胶或热塑性弹性体增韧PP体系以及无机刚性粒子增韧PP体系3个方面详细论述了国内外PP共混增韧改性的研究进展。
采用塑料类作为改性剂增韧PP，虽可增韧，但是由于体系的不相容性，往往要大量使用改性剂或添加相容剂。
PE 增韧P P 的效果取决于共混物中PE 的用量, 当PE 质量分数达到25%～40 %时, 共混物既有良好的韧性和拉伸强度,又有较好的加工性能。
使用橡胶或者热望性弹性体与PP共混增韧效果最为明显。
但由于随着弹性体用量的增加，体系在冲击强度大幅提高的同时也出现了刚性等性能的损失。
此外，还就近年发展起来的无机刚性粒子增韧PP的研究工作进展和机理研究情况作了介绍。
关量词：聚丙烯增韧聚乙烯共混改性聚丙烯(PP)是通用热塑性树脂中增长最快的品种之一，广泛应用于工业生产的各个领域。
PP生产工艺简单，价格低廉，有着优异的综合性能。
而其亟待克服的最为突出的缺点是它的缺口敏感性显著，即缺口冲击强度较低，尤其在低温时更为突出，因此在实际应用中需要进行增韧。
PP共混增韧方法以其效果显著、工业化投资少且迅速易行等特点而广为应用。
共混增韧改性是指用其他塑料或弹性体等作为改性剂与PP共混，以此改善PP的韧性。
常用的改性材料主要分为塑料、橡胶或弹性体以及无机刚性粒子等几类。
1.塑料增韧PP体系采用塑料类作为PP增韧的改性剂．不仅可以达到增韧的目的，而且可使材料的耐磨性、染色性等得到改善，且价格较为低廉。
应用较多的有高密度聚乙烯(HDPE)、线型低密度聚乙烯(ILDPE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚氯乙烯、聚酰胺(PA)等。
但由于他们与PP的不相容性，要使体系达到较高的韧性往往需要加大改性剂用量或添加相容剂。
1．1PP／聚乙烯(PE)1.1.1 高密度聚乙烯结构、性能及应用高密度聚乙烯(HDPE)是在每1000个碳原子中含有不多于5个支链的线型分子所组成的聚合物。
PP增韧改性研究
一 PP增韧改性配方及成本
树 脂：PP（T30S） 增 韧 剂：POE（8200） 填 料：碳酸钙 抗 氧 剂：抗氧剂1010 100 20 12 1.3
பைடு நூலகம்
树脂：
PP（T30S）
成本大约为:12150元/t 厂家:南京春开塑胶制品有限公司
增韧剂： POE（8200） 成本大约为：17100元/t
填料：
碳酸钙 成本大约为：560元 /t 厂家：萍乡市赣碱龙轻质碳酸钙有限公司
抗氧化剂：
抗氧剂1010 成本大约为：44800元/t 厂家：上海惠今化工贸易有限公司
参考配方报价表
品种 PP(T30s)
POE （8200） 碳酸钙 抗氧剂 1010 总计
加入量 100
20
单价 本次估价 12150元/t 9113元
四 . 结束语
POE具有较小的内聚能，较高的剪切敏感性， 加工时与聚丙烯的相容性好，其表观切变粘度对温 度的依赖性与PP接近，对PP增韧效果显著。另外 POE在原料采集方面的优势，使其成为近年来比 EPDM、SBS、BR等更具发展潜力的增韧剂。 近年来，PP的增韧改性，已成为其工程化的重 要手段。PP的原材料优势，使其在塑料的开发与应 用中，始终占有相当重要的地位。可见，未来的PP 改性材料，将会得到更加广泛的应用。
厂家：上海千峰化工有限公司
POE与PP的相容性非常好，增韧效果尤其是 低温增韧效果十分明显，优于EPDM，且弯 曲模量和拉伸强度下降幅度小。POE在PP 中加入量超过15%时，增韧效果迅速提高。 POE中长支链的引入大大提高了其在PP母 体中的分散性，从而具有有利于冲击韧性的 理想形态和黏弹性。与其他弹性体相比，较 少的POE就可以使PP获得高的低温冲击强 度，减少了加入弹性体而引起的刚性和强度 的损失。
改性聚丙烯(粗)-钢纤维混杂对混凝土增强增韧性能的试验研究
ｃ ｎ ｒｔ ｏ ｃｅｅ；ｗｈ ｒａ ｔｅ ｅ ｅ ｓ ｈ ｍｏ ｉｅ ｃ ａ ｓ ｐ ｌｐｏ ｐｙｅ ｅ ｆｂ ｒ ｔ ａ ｌｗｅ ｌｓｉ ｍｏ ｕｌｓ ｃ ｎ ｍｐ ｖ ｔｕ ｈ ｅ ｓ ｎ ｄｆ ｄ ｏ ｒｅ ｏｙ ｒ ｌｎ ｅ ｗｉ ｉ ｉ ｈ ｏ ｒ ｅａ ｔｃ ｄ ｕ ａ ｉ ｒ ｅ ｏ ｇ ｎ ｓ ａ ｄ ｏ
ｒ ｓｓａ ｃ ｔ ｅ ｉｔ ｎ ｅ ｅｃ．
Ｋ ｅ ｗｏ ｄ ：ｈ ｂ ｄ ｆ ｅｓ ｍｅ ｈ ｎｓ ｙ ｒｓ ｙ ｒ ｂ ｒ ｉ ｉ ｃ ａ ｉｍ ｃ ｎ ｒ ｔ ｂ ｈ ｖｏ ｃ ｍｐ ｅ ｓｖ ｔｅ ｇｈ ｏｃ ｅ ｅ ｅ ａ ｉｒ ｏ ｒｓｉｅ ｓ ｎ ｔ ｒ
即 ： 土 、 浆 、 浆 ； 尺 寸层 次 上 ， 有小 到 微 混凝 砂 净 从 它
改性 聚 丙 烯 （ ） 粗 一钢 纤维 混 杂对 混凝 土 增 强 增 韧 性 能 的试 验研 究 ＊
毕远 志 华 渊 张大林
（ 江南 大 学 环 境 与 土 木 工 程 学 院 无锡 ２４ ２ ） １１２
蔡 东红 王丛 书 夏必培 杨 耀文
（ 北煤 电集 团有 限公 司 宿州 ２４０ ） 皖 ３００
摘 要 ： 过 大 量 的试 验 对 比 ， 到凯 泰 （ Ｔ ） 性 聚丙 烯 纤 维 （ ） 钢 纤 维 的 混 杂 对 混 凝 土 性 能 的影 通 得 ｃ Ａ改 粗 与 响 效 果 。 高 弹性 模 量 的钢 纤 维 能 够 提 高 混 凝 土 的抗 压 强 度 、 裂 应 力 和抗 弯 强 度 ， 弹 性 模 量 的 改 性 聚 丙 烯 初 低
０ 前 言
米级 的 Ｃ Ｈ（ 铝基 胶凝 物水化 形成 凝胶 ） Ｓ 硅 粗到毫 米
凯泰 （ Ｔ ） Ｃ Ａ 改性 聚丙烯 纤维 （ ） 粗 是北 京 中纺纤 建科 技有 限公 司新 开 发 的新 产 品 ， 纤 维 以 聚丙 烯 该 为 主要 原料 ， 添加 特 制 的改 性材 料 经 独 特 的 纺丝 工 艺及 特殊 的表面处 理 ， 加 了纤 维 与 混 凝 土 的亲 和 增 力和握 裹力 。直 径 比普 通 的 聚丙 烯 单 丝 大 １ ０倍 以 上， 加大 到 ０ ６～１０ Ｉ ｌ除 具 有 阻裂 的作 用外 ， ． ． ｎ， ｎ 还 可 以部 分 的起 到微 筋材 的作用 。再就 是 弹性 模 量 比 普通 的聚丙烯 提 高 ２ ０ 以上 ， 到 ８ ２Ｇ ａ以上 。 ０％ 达 ． Ｐ 本文就该 种纤 维与 钢纤维 混杂对 混凝 土 的增 强增 韧 的效果进 行研 究 。 混凝 土材料 是一 种多相 、 多结 构 、 多层次 非均 质 结 构 的复合材料 。该 复合材 料从 相角度 上可 以分 为 基相、 分散 相 、 合相 ； 结 从组 织结构 上可 以分为 ３级 ，
增韧聚丙烯研究的进展
２１ Ｐ／ ． Ｐ 乙丙橡胶共混体系
由于 Ｐ 与 乙丙橡 胶都 含有丙 基， Ｐ 根据 相似相 容性 原理 ， 它们之 间应 具有较好 的相 容性。又 由于 乙丙橡胶 属于橡胶 类 ． 有高弹性和 良好 的低温性 具 能， 因此乙丙 橡胶是 Ｐ Ｐ较好 的增韧 改性 剂。用 乙 丙橡胶 与 Ｐ 共混可 以改善 Ｐ Ｐ Ｐ的冲击性能 、 低温脆
性。
李蕴 能＿ 等研 究 了乙丙 橡胶／ Ｐ共 混 组分 对 ２ Ｐ Ｐ 性 能的影 响， Ｐ 得出以下结论 ： 在相同橡胶含量下 ， 增韧共聚 Ｐ Ｐ的效果远优 于增韧均聚 Ｐ Ｐ的效果 ： 增 韧 效果与橡胶种类有关 ， 常情况下 ， 中二元乙丙 通 其 橡胶 （ Ｐ ） Ｅ Ｒ 的增韧效果优 于三元 乙丙橡胶 （ Ｐ Ｍ ； ＥＤ ） 不 同结 晶态 的 Ｅ Ｒ中橡胶含量不 同对 Ｐ Ｐ Ｐ的增韧影 响是不 一样 的 ， 通过 实验 他们 发现 当橡 胶 含量 为 ３ ％ 右时 的增韧效果最好 ， ０ 左 不同结晶度的 Ｅ Ｒ对 Ｐ Ｐ 的增韧效 果也不一样 ， 晶度越低 ， Ｐ 结 其增韧效 果
维普资讯
２０ ０ ２年第 １ 期
昊
青等 Ｉ 增韧聚 丙蚌研 究曲 进展
和高流动性 。特别是对 Ｐ Ｐ的增韧 改性效果更 加明 显， 对传统 增韧剂 Ｅ Ｄ Ｅ Ｒ构成 了有 力竞争ｂ 。 Ｐ Ｍ、 Ｐ ｊ ＰＥ Ｏ 增韧 Ｐ 尤其引＾ 注 目， 几年国 内李蕴能 、 Ｐ 近 张 金柱等陆续发表 了 Ｐ Ｅ Ｏ 增韧 Ｐ Ｐ的研 究论 文＿ Ｊ他 ４ ， 们在研究中发现 ，Ｏ 具有较高 的剪切敏感性 ， ＰＥ 加工 时与 Ｐ 相容性 好 ， Ｐ 其表 观切变 粘度对 温度 的依 赖 性更接近 Ｐ ， Ｐ 共混 时更容 易得 到较小 的弹性 Ｐ与 Ｐ
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。
茂金属聚乙烯弹性体mPE增韧改性聚丙烯的研究_邱桂学
茂金属聚乙烯弹性体mPE增韧改性聚丙烯的研究邱桂学1,2Ξ 吴人洁2(1 青岛化工学院,青岛266042; 2 上海交通大学复合材料研究所,上海200030) 本研究工作用茂金属聚乙烯弹性体mPE代替传统的弹性体,对PP的增韧改性进行了研究。
探讨了共混工艺参数和橡塑比对共混物力学性能的影响;并对不同的弹性体的增韧效果做了对比研究,结果表明,与传统的弹性体相比,mPE增韧改性的PP显示出卓越的低温性能和加工性能;另外用扫描电子显微镜(SEM)对共混物相态结构及断裂形貌进行了分析研究。
关键词:聚丙烯 茂金属聚乙烯 增韧改性 共混 茂金属聚乙烯(mPE)以辛烯作为共聚单体(含量比一般约为25%),其共聚物序列分布均匀,具有很窄的分子量分布(M w/M n≈2)[1]。
由于其结晶度低, mPE大多用做弹性体用途。
mPE为透明的颗粒状产品,采用挤出工艺和PP共混或者直接在注射机中共混注射非常方便。
作为PP的抗冲击改性剂,mPE能赋予PP高的冲击强度[2]。
本文对mPE改性PP的共混工艺、性能和结构进行了深入探讨和研究,并对不同的弹性体的改性效果做了比较,旨在为PP塑料提供更有效的增韧改性方法。
1 试验部分111 原材料PP:P9500,为丙烯和乙烯的共聚物,M FI(190℃/ 5kg)=0.5g/10min,d=0.901g/cm3,德国Vestolen/ DSM公司产品;mPE:Engage8842,M FI(190℃/5kg) =1.5g/10min,d=0.857g/cm3,由DuPont/Dow Elas2 tomers SA提供;EPDM:Buna AP437K,乙烯含量70%,d=0186g/cm3,德国Bayer A G公司产品; SEBS:Themolast K TC8AAB,Gummiwerk Kraiburg Gmbh产品。
112 共混物的制备共混物采用熔融共混工艺经双螺杆挤出机(L SM 30&40G L)加工而制得,挤出温度为200℃,螺杆转速100r/min。
抗冲聚丙烯的增韧机理和增韧方法研究进展
抗冲聚丙烯的增韧机理和增韧方法研究进展
白丰铭;马应霞;谢昕;张定军
【期刊名称】《应用化工》
【年(卷),期】2022(51)2
【摘要】以提高聚丙烯的抗冲性能为背景,综述了得到普遍认可的银纹-剪切带理论和空穴理论增韧机理,物理改性(共聚共混改性、添加成核剂改性、填充改性)和化学改性(接枝改性、交联改性、化学共聚改性)增韧方法,指出了各改性方法的优缺点,并对抗冲聚丙烯未来发展前景进行了展望。
【总页数】5页(P563-566)
【作者】白丰铭;马应霞;谢昕;张定军
【作者单位】兰州理工大学材料科学与工程学院;中国石油天然气股份有限公司兰州化工研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TQ31;TQ32
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聚丙烯增韧改性的研究进展王海平,王标兵,杨云峰,胡国胜(中北大学高分子与生物研究所,太原030051)摘要:从化学改性和物理改性两个方面介绍了国内外对聚丙烯进行增韧改性的研究进展。
结果表明,在PP增韧改性的众多方法中,物理改性其成本低、见效快,成为应用广泛的增韧方法;PP的增韧改性研究仍有很大的潜力有待发掘;增韧改性的研究受到人们的广泛关注。
关键词:聚丙烯;增韧改性;研究进展中图分类号:TM215.1;TQ325.14文献标志码:A文章编号:1009-9239(2009)01-0029-04Resear c h Pr o g r ess on Tou g hen in g M odif ica t ionof Pol yp r o py leneWAN G Hai-p i n g,WANG Bi ao-bin g,Y ANG Yun-f e n g,HU Guo-she n g(I nst it ute o f M a cr om olec ules&B ioe n g inee ri n g,Nor t h Uni ver sit y o f C hi n a,Ta i y ua n030051,C hi na)Abstract:Polyp r op yl e ne is e xt e nsi ve ly us e d plas tic s.The r es e a rc h on t oughe nin g modif ic at ion of p ol yp r opyle ne was f oc use d i n t his a r ticl e.The r e s ea r c h p r ogr e ss of t oughe ni ng modif ic a tion of th e m at e r ial in t he wor ldwide was s t at e d tha t i ncl ude s c he mic al modif ic at ion a nd p hys ica l m odific a tion. Ke y wor ds:p ol yp r o py le ne;t ou g he ni n g m odif ica ti on;r e se a r c h p r o g r e ss1前言聚丙烯(PP)作为五大通用塑料之一,具有原料来源丰富、质轻、性价比高等特点,因此得到迅速发展,其应用也愈加广泛。
但纯PP存在低温韧性差、缺口敏感性强等缺点。
为了改善P P性能上的不足,国内外进行了大量的P P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]。
对P P 进行增韧改性,可以通过化学改性和物理改性来实现。
化学改性可以得到较高质量的PP。
但是化学改性往往受到许多条件的限制,需要做大量的实验。
而物理改性与之相比,具有收效快,实验简单等优点。
所谓P P的物理改性法,从某种意义上说也就是制备高分子合金的方法。
即由两种或者两种以上的聚合物在熔融状态下混合固化。
这种增韧改性既可以用几种聚合物在熔融状态时机械混合而成;也可以让几种聚合物在溶液中进行混合,再除去溶剂干燥而得,或者使一种聚合物与另一种单体或分子活泼化合物混合等方法制得高分子材料,来满足各方面的性能要求。
2化学改性2.1共聚改性共聚改性是采用高效催化剂在聚合阶段进行的改性。
采用乙烯、苯乙烯和丙烯单体进行交替共聚,或在PP主链上进行嵌段共聚,或进行无规共聚。
如在P P主链上,嵌段共聚2%～3%的乙烯单体,可制得乙丙共聚橡胶,它具有P E和PP两者的优点,可耐-30℃的低温冲击。
常用的生产丙烯共聚物的方法有两种,一种是将茂金属催化剂应用于P P嵌段共聚;另一种是将改进的Ziegle r-Nat t a高效催化剂用于P P的共聚。
Exxon公司[2]采用双茂金属催化剂在单反应器中制备了双峰分布的丙烯-乙烯共聚物,其加工温度范围大约为26℃,比常用的聚丙烯共聚物的加工温度范围(约15℃)宽,克服了单峰茂金属聚丙烯树脂加工温度范围窄的缺点,在生产BO PP薄膜时拉伸更均匀且不易破裂,并可以在低于传统聚丙烯的加工温度下生产性能良好的聚丙烯薄膜。
浙江大学[3]合成了3种新型非桥联二茚锆茂催收稿日期:2008-09-05作者简介:王海平(1982-),男,湖南张家界人,硕士生,主要研究方向为聚丙烯的改性,(电子信箱)wa nghaipi ng44404@163.co m;杨云峰(1970-),男,山西运城人,副教授,主要从事功能高分子材料的研究工作。
30化剂,研究了其催化丙烯聚合的规律。
试验结果表明,所得聚合物的全同链段含量高,是一种接近于全同-无规多嵌段结构的聚丙烯。
中国科学院化学研究所[4]研制成功CS系列催化剂(包括CS-1和CS-2两种型号)。
CS-1催化剂为Z-N第三代催化剂,主要应用于环管工艺、连续本体及小本体法装置的生产;CS-2催化剂属于Z-N体系的第四代球形催化剂,具有较好的颗粒形状,聚合物等规度调节容易。
2.2接枝改性对PP进行接枝改性,在其分子链上引入适当极性的支链,利用支链的极性和反应性,改善其性能上的不足,同时增加新的性质。
因此接枝改性是扩大P P应用范围的一种简单易行的方法。
费建奇等[5]采用悬浮溶胀法合成了苯乙烯的PP接枝乙烯基单体共聚物,利用悬浮法制得甲基丙烯酸β-羟乙酯接枝PP,并对接枝前后PP结晶形态作了比较,结果发现,接枝链增加了P P的不规整性,使共聚物结晶度有所下降。
邬润德等[6]采用水相悬浮溶胀法合成了接枝PP,通过研究反应条件、组分等因素对PP接枝率和接枝效率的影响,发现溶胀剂、悬浮剂、引发剂、催化剂是该接枝物的主要影响因素。
美国Akron大学的Ren g ara j an[7]则对全同立构聚丙烯(IP P)固相接枝马来酸酐进行了全面的研究,认为界面活性剂用量虽少,但作用很大,起到润湿和溶胀P P的无定形区的作用;作者还讨论了温度、引发剂浓度、催化剂浓度等因素的影响,指出接枝率受到上述各因素的影响。
陶颖等[8]考察了M AH 固相接枝低全同立构P P过程中单体、引发剂和时间与接枝率的关系,并且将接枝物进行了分离,探讨了等规指数与接枝率的关系。
童身毅等[9]通过对PP-g-MA H的研究,提出PP固相接枝反应主要发生在PP的非结晶区或结晶区的微空、缺陷处的PP主链上。
2.3交联改性20世纪80年代初,随着汽车工业的发展,对PP的耐热性能提出了更高的要求。
将PP的热变形温度提高到100℃,仅靠机械共混的办法是难以达到的,而交联是比较有效的途径之一。
交联改性可分为辐射交联和化学交联。
其主要区别在于引起交联反应活性源的生成机理不同。
交联过程是用带有烯类双键的三官能团的有机硅烷在少量过氧化物的存在下,与PP在挤出机中熔融共混完成接枝反应(或者与丙烯单体共聚),然后在水的作用下,硅烷水解成硅醇,经缩合脱水而交联。
该技术的关键是在接枝反应时必须严格监控,防止P P降解。
3物理改性3.1橡胶增韧P P体系常用于增韧P P的橡胶有:三元乙丙(EPDM)、二元乙丙(EPR)、顺丁(B R)、异丁烯(IB R)和天然橡胶(NR)等。
作为PP增韧剂,这些橡胶增韧效果比较理想。
随着添加量的增加,缺口冲击强度也逐步增加。
根据银纹-剪切带理论,其内在原因是分散相的橡胶微粒吸收和分散了大量的应力集中点和冲击能,当材料受到外力强大冲击时,在PP中引发大量的银纹和诱发剪切带,随着银纹在其周围支化吸收大量的冲击能量。
同时由于大量银纹之间应力的相互干扰,降低了银纹端的应力,阻碍了银纹的进一步发展,使PP的增韧大大提高。
(1)EPR、EPDM是P P传统最常用的增韧剂,两者具有高弹性和优良的耐低温性能,可明显改善P P的冲击性能和耐低温性能。
由于两者结构中均含有丙基,因此两者之间的相容性都非常好。
李蕴能等[10]研究了乙丙橡胶/PP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P P,且增韧效果与橡胶的种类有关。
通常情况下,EP R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。
(2)顺丁橡胶(B R)、丁苯橡胶(SB R)或异丁烯橡胶(IB R)都具有高弹性、良好的耐寒性(玻璃化温度100～110℃)、耐磨性和产品尺寸稳定性。
顺丁橡胶、丁苯橡胶、异丁烯橡胶与P P都具有良好的亲和性,所以对P P都起到较为明显的增韧作用,但增韧效果和增韧程度有所不同。
杨慧丽等[11]对P P/B R 进行研究,用TA IC作界面敏化剂。
研究发现,在高能射线作用下,TA IC被引发,在界面处与P P/B R 相发生交联或接枝反应,从而改善了P P/B R共混物的不相容性。
3.2热塑性弹性体增韧P P体系常用于增韧P P的热塑性弹性体有POE、TPV、TPO、SB S等。
新一代热塑性弹性体增韧PP 体系,价格便宜,溶解度参数及粘度更接近于P P,所以其增韧效果最好。
采用茂金属催化剂生产的聚烯烃弹性体(POE),是一种饱和的乙烯-辛烯共聚物。
其结构中结晶的乙烯链段作为物理交联点承受载荷,非晶态的乙烯和辛烯长链赋予其优异的高弹性、高强度、高伸长率和优异的低温性能。
由于其表观切变粘度对温度的依赖性与P P相近,在PP基体中易得到较小的分散相粒径和较窄的粒径分布,作为抗冲击改性剂加入PP材料中,两者的分散性、相容性非常好,使P P的低温冲击强度得到改善,增韧效果卓著。
李蕴能等[12]将PO E作为增韧剂分别加入到共聚P P和均聚PP中,发现随着PO E用量的增加,两种体系的冲击韧性和伸长率逐步升高,共聚P P 体系变化更为明显。
当增韧剂含量在20%时,材料呈现脆、韧性转变,即冲击强度由85J/m增至450 J/m;当增韧剂为30%时,缺口冲击强度高达660 J/m。
冯予星等[13]研究了PO E对P P冲击韧性的影响,指出,PO E的加入使P P常温缺口冲击强度增加,当用量超过一定份数后,增韧效果显著。
3.3塑料树脂增韧PP体系常用于增韧P P的塑料树脂有L L D PE、HDP E、LDP E、EVA、P ET、PB T、PA、L CP等。
由于某些树脂与P P共混、改性、增韧过程中的相态和界面在热力学上不相容,或相容性不好,往往需要添加一些助剂、改性剂或相容剂,才能获得理想的增韧效果。
一般添加的相容剂多为马来酸酐、丙烯酸或缩水甘油酯接枝P P或P E,如P E(P P)-g-GM A等,添加量一般在5%～10%之间。
高俊刚等人[14]发现P E增韧P P的效果取决于共混物中P E的用量,当P E质量分数达到25%～40%时,共混物既有良好的韧性和拉伸强度,又有较好的加工性能。