聚丙烯的增韧改性(2)

4 共混改性技术

PP 共混改性是物理改性中的一种重要技术。它是指用其他塑料、橡胶或热塑性弹性体混入PP 中较大的晶球内，以此改善PP 的韧性和低温脆性。按共混物组成可分为塑—塑共混及橡-塑共混体系，其中较常见的是PP /高密度聚乙烯( HDPE) 、PP /低密度聚乙烯LDPE) 、PP /尼龙等体系。常用的橡胶增韧PP 体系有PP /EPR( 乙丙橡胶) 、PP /EPDM( 一元乙丙橡胶) 、PP /SBS( 苯乙烯-丁二烯．苯乙烯热塑性弹性体) 、PP /BR( 顺丁橡胶) 和PP /POE 等。PP还可采用三元共混体系，此时某些共混改性剂对改善PP 的脆化温度有协同效应，即三元共混体系的抗冲击性能及其他各项力学性能均优于二元体系。 4.1 关键技术

高分子的共混改性技术又称之为ABC技术，即合金(Alloy )、共混(Blend)和复合化(Composite)技术.它是利用容度积参数相近和反应共混的原理在反应器或螺杆中将两种或两种以上的聚合物材料及其助剂通过机械掺混而最终形成一种宏观上均相、微观上分相的新材料。显然这种共混物的性能主要取决于共混组分的相容性及其相对含量;分散相的尺寸及其尺寸分布以及两相界面的相互作用。

近年来，随着催化合金(Catalloy)和反应器制造(Reactor-made)技术的间世，丙烯与乙烯、。一烯烃的共聚可以显著地改善聚丙烯的冲击韧性，甚至可以聚合出乙丙橡胶含量高达35%、橡胶粒径分布为0.4～1.0微米的超高冲击韧性的聚丙烯合金，并且已经开始进入商业化生产阶段。

α-烯烃共聚的PP的冲击韧性明显高于均聚丙烯，这是由于聚乙烯的脆化温度(-120℃)远远低于聚丙烯(10℃ )，以及乙烯同丙烯的相互作用改变了聚丙烯的结晶状态所致。30%乙丙橡胶增韧均聚丙烯和共聚丙烯的结果。

在相同橡胶含量下，增韧共聚丙烯的效果远远好于增韧均聚丙烯的效果。同时，还可看出其增韧效果还同橡胶的种类有关。通常，乙丙橡胶分为二元乙丙橡胶(EPR)和三元乙丙橡胶(EPDM )，根据合成条件和结构不同，它们又分为结晶、无定形和半结晶三类。不同结晶状态的EPR含量对聚丙烯增韧效果的影响。可以看出，橡胶含量30%左右时增韧效果最好。结晶度越低，增韧效果越好。

为了达到更好的增韧效果及减少价格昂贵的橡胶用量，普遍采用二元共混的方法增韧PP。郦华兴等用SBS作为增韧剂、HDPE为补强相容剂对PP进行改性。研究表明PP/ SBS一元共混效果没有PP/ SBS/ HDPE二元共混效果好。一元共混物中球品的分散度和均匀性差，SBS在基体中分散效果不佳。在二元共混物中，由于HDPE的加入，使共混体系的界面相互渗透，SBS颗粒细化分散均匀。同时，HDPE的加入也使PP细化从而提高了共混物

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综合性能。任巨光等也认为，PP/ SBS/ BR二元共混体系中，SBS与BR并用增韧PP呈现显著的协同效应，在弹性体总掺入量相同条件下，上述二元共混体系的冲击强度均高于PP/ SI3S或者PP/ BR一元共混体系。类似的二元共混体系还有PP/LDPE/ EPR, PP/ LDPE/ EVA、PP/ H DPE/ EPDM等。 4.2 共混工艺条件

共混工艺条件变化引起共混体系的形态变化，使得共混物的性能也发生相应的变化。共混工艺条件主要包括共混方法、共混温度及共混时间等。

共混方法不同, 如用双辊炼塑机、密炼机、挤出、熔液或乳液共混等, 共混物的结构形态不同, 其性能各异. 此外, 共混的加料方式对共混物的性能也有影响. 一般采用二阶共混分散模式: 母料配置和母料稀释. 采用这种模式共混时, 分散相粒径分布接近于对称分

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布, 并可利用此模式来控制分散相粒径的大小及分布的宽窄。

共混温度是影响混合效果好坏的极为重要的因素, 因为共混温度与共混物的形态结构有密切的关系。 一般认为, 共混温度以超过塑料的软化点100 ℃为宜. 聚丙烯是一种结晶物, 共混温度将会影响其结晶形态, 从而影响共混物性能. 聚丙烯在高温条件下结晶时会得到大球晶的形态，这是改性时不希望出现的.此外, 共混时间也是必须控制的因素. 同一共混体系, 在相同温度下, 共混时间的长短对共混物的性能有很大影响. 根据时温等效原理也可得出共混时间过长, 等同于共混温度过高的效果。

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5 PP共混增韧改性的发展前景

目前共混已成为PP改性中普遍使用的有效手段之一，其成本较低，工艺简单，技术灵活性大，在国内外都有很好的发展前景。关于PP的增韧增强改性处在一个高速发展阶段，如何在PP耐冲击性能提高的同时，避免弹性模量、刚度等降低一直是需要解决的问题传统弹性体增韧引进了低模量、低强度的橡胶相，通常使材料在抗冲击强度提高的同时，其使用温度、刚度和拉伸强度都有不同程度的降低；同时由于橡胶体的加入学致混合体系黏度大，流动性差，不利于共混物的加工；刚性粒子易在基体内形缺陷，尽管能提高体系的硬度和刚性，但是降低了基体强度和韧性弹性体与刚性粒子协同增韧PP,既避免了加工上的缺陷，又避免了刚性粒子在PP基体中分散引起的缺陷，因此弹性体协同刚性粒子将会是未来刘一PP增韧改性的一个主要方向。PP 的共混增韧改性足一个研究非常活跃的领域,涉及的共混体系也是种类繁多使用单一的改性剂往往不能达到对材料较高综合性能的要求而助增韧剂、相容剂以及界面改性剂等第三组分的加入已经成为当今的研究重点

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6 结束语

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。高分子合金化的思想, 开辟了塑料应用新的前景, 也将PP 再一次推向了科研的前沿。EPDM、POE 增韧PP 后, 所带来的材料的良好的综合性能, 使其在汽车行业得到了普遍的应用。纳米技术在增韧PP 中的运用, 又使制备高刚性高韧性的PP 纳米复合材料成为可能。可以预见, 未来的PP 复合材料, 将会得到更加广泛的应用。

PP增韧技术的研究正处于高速发展的时期，有不少厂家和研究单位经过不懈的努力，取得了一系列的成果。然而，相对于国外来说，我国的研究起步较晚，研究技术相对落后，形成商品化的品种不多，性能上也与世界先进水平有一定差距，但是，大力发展高抗冲PP，PVC，PE等塑料合金是我国塑料工业的发展方向，因此可以预料，今后我国的高抗冲塑料,尤其是高抗冲PP，将会取得更快速的发展。

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参 考 文 献

[1]王坷等. PP增韧技术的研究进展[J]. 合成树脂及塑料, 1996.(13):58-60 [2]陈智刚等. 聚丙烯增韧改性技术综述[J]. 华北工学院学报, 2002.28(5): [3]张凌燕等. 聚丙烯增韧研究最新进展[J].塑料, 2008.13(4):23-25

[4]李跃文等. 聚丙烯增韧改性的方法及机理[J]. 化学推进剂与高分子材料, 2007.12(5):69-71 [5]张金柱. 新型热塑性弹性体POE的性能及其在PP增韧改性中的应用[J]. 塑料科技, 1999.(2):5-7 [6]谭晓明等. 阻燃抗冲聚丙烯的制备及性能研究[J]. 料物理与化学, 2000.12(3):32-35 [7]方少明等. SBS和BR对PP增韧改性协同作用的研究[J]. 塑料工业, 2001.(6):39-41 [8]赵红振. 聚丙烯增韧改性最新进展[J]. 化学推进剂与高分子材料, 2007.5(1)：27-31

[9]肖勤莎等. 我国增韧聚丙烯的开发现状及应用[J]. 现代塑料加工应用, 1998, 10（5) : 44-48.

[10]李蕴能等. 聚丙烯共混改性研究新进展[J]. 中国科学院化学研究所,1996.24(3):51-54 [11]任巨光. 我国聚丙烯增韧改性研究进展[J]. 现代塑料加工应用,2002.14(3):42-45 [12]张凌燕. 聚丙烯增韧研究最新进展[J]. 塑料, …… 此处隐藏：1991字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……