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聚丙烯PP的增韌改性技術
發布時間:2022-06-14

聚丙烯PP的共混增韌以其效果顯著、工業化投資少且迅速易行等特點被廣泛應用在各個領域。共混增韌改性指用其它塑料、彈性體以及無機物粉體等作為改性劑與PP共混,以此來改善PP塑料的韌性。常見的改性增韌體系主要分為以下幾種

塑料增韌PP體系。

采用其它塑料作為PP增韌的改性劑,不僅可以達到增韌的目的,而且可使材料的耐磨性染色性物理性質得到改善。在以通用塑料(如聚乙烯)作為改性時,還具有較大的價格優勢。PP増韌改性中常用的塑料類產品有HDPE、LLDPE. EVA、PA等。但由于其與PP的不相容性,要使體系達到較高的韌性往往需要加大改性劑用量或添加相容劑。

橡膠或熱塑性彈性體增韌pp體系。

橡膠或熱塑性彈性體PP共混增韌是目前研究較多的、增韌效果為明顯的一類方法。此類型的改性劑主要有二元乙丙橡膠(EPR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)順丁橡膠(BR),異丁烯橡膠(IBR),天然橡膠(NR)以及聚烯烴彈性體(如POE)等。不同種類的橡膠對PP都能起到較為明顯的增韌作用,但增韌效果有所不同。影響橡膠增韌效果的因素很多,如橡膠粒子的含量、尺寸和形態,橡膠與PP基體間的界面黏結和相容性橡膠的交聯以及橡膠的松弛行為等。

PP\彈性體\塑料三元共混體系。

彈性體用量的增加,雖然大幅度提高了體系的沖擊性能,但卻帶來了剛性、強度、熱變形溫度、流動性的較大損失,且成本亦隨之提高,造成實際應用中的限制。為此,人們考慮將彈性體與塑料共同加入到PP中,形成三元共混體系,用以改善力學性能和降低成本。其中最常見的就是加入聚乙烯(PE),PE在體系中可作為主要組分與PP組成混合基體,也可以作為第三組份(助增韌劑)使用。

無機剛性粒子增韌PP體系。

彈性體增韌塑料確實在工業上取得了成功,但它提高韌性的同時,卻使剛度、強度和使用溫度大幅度降低。1988年,在研究CaCO3增韌PP復合材料的斷裂韌性中,用斷裂力學分析能量耗散的突進,國內首次提出了填充增強增韌的新途徑。目前常用的無機剛性粒子主要有CaCO3、BaSO4、高嶺土、滑石粉、云母等。

無機剛性粒子增韌聚合物的機理尚不明確,一般認為:1.聚合物受力變形時,剛性無機粒子的存在產生應力集中效應,引發其周圍的基體屈服,這種基體的屈服將吸收大量的變形功,產生增韌作用;2.剛性無機粒子的存在能阻礙裂紋擴展或鈍化、終止裂紋,阻礙裂紋擴展的原因是由于釘扎效應,而粒子鈍化或終止裂紋的原因在于兩相界面的部分脫黏。根據上述機理,實現增韌的要求是,基體要有適當的韌性,基體與粒子間要有適度的結合力,這必然要求對無機粒子的表面進行恰當的活性處理。

PP\彈性體\無機粒子三元復合體系。

為平衡韌性與模量的關系,PP\彈性體\無機粒子三元復合材料逐漸受到研究者的青睞,如PP/POE/BaSO4, PP/EPR/CaCO3PP/EPDM/滑石粉、PP/POE/CaCO3等。對這種三元體系所采用的的彈性體和無機粒子也越來越趨于多樣化,這種共混方式為PP綜合性能的進一步提高和應用領域的擴大開辟了新的途徑。三元復合體系的提出是因為在研究增加無機粒子與PP的界面黏結時,考慮到如果引入彈性體,不僅可作為第三相對體系起增韌作用,并且可在無機粒子表面形成界面層,從而通過剪切形變克服應力集中,阻止無機粒子與PP基體的剝離與裂紋的發展。

 

聚丙烯PP的共混增韌改性涉及的共混體系種類復雜多樣,可以看出,使用單一的原料作為增韌劑往往不能達到塑料制品對高性能的要求。市面上每款增韌劑的配方不同,配料比例不同,同時針對塑料粒子原料性能的不同,添加的劑量也會有所不同,在滿足性能要求的同時盡量的降低用料成本也是塑料制造企業所追求的,因此選擇一款高性價比增韌劑就顯得尤為重要了。

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