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聚丙烯PP的增韧改性技术
发布时间:2022-06-14

聚丙烯PP的共混增韧以其效果显著、工业化投资少且迅速易行等特点被广泛应用在各个领域共混增韧改性指用其它塑料、弹性体以及无机物粉体等作为改性剂与PP共混,以此来改善PP塑料的韧性。常见的改性增韧体系主要分为以下几种

塑料增韧PP体系。

采用其它塑料作为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物理性质得到改善。在以通用塑料(如聚乙烯)作为改性时,还具有较大的价格优势PP増韧改性中常用的塑料类产品有HDPE、LLDPE. EVA、PA等。但由于其与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。

橡胶或热塑性弹性体增韧pp体系。

橡胶或热塑性弹性体PP共混增韧是目前研究较多的、增韧效果为明显的一类方法。此类型的改性剂主要有二元乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)顺丁橡胶(BR),异丁烯橡胶(IBR)天然橡胶(NR)以及聚烯烃弹性体(如POE)等。不同种类的橡胶对PP都能起到较为明显的增韧作用,但增韧效果有所不同。影响橡胶增韧效果的因素很多,如橡胶粒子的含量、尺寸和形态,橡胶与PP基体间的界面黏结和相容性橡胶的交联以及橡胶的松弛行为等。

PP\弹性体\塑料三元共混体系。

弹性体用量的增加,虽然大幅度提高了体系的冲击性能,但却带来了刚性、强度、热变形温度、流动性的较大损失,且成本亦随之提高,造成实际应用中的限制。为此,人们考虑将弹性体与塑料共同加入到PP中,形成三元共混体系,用以改善力学性能和降低成本。其中最常见的就是加入聚乙烯(PE),PE在体系中可作为主要组分与PP组成混合基体,也可以作为第三组份(助增韧剂)使用。

无机刚性粒子增韧PP体系。

弹性体增韧塑料确实在工业上取得了成功,但它提高韧性的同时,却使刚度、强度和使用温度大幅度降低。1988年,在研究CaCO3增韧PP复合材料的断裂韧性中,用断裂力学分析能量耗散的突进,国内首次提出了填充增强增韧的新途径。目前常用的无机刚性粒子主要有CaCO3BaSO4、高岭土、滑石粉、云母等。

无机刚性粒子增韧聚合物的机理尚不明确,一般认为:1.聚合物受力变形时,刚性无机粒子的存在产生应力集中效应,引发其周围的基体屈服,这种基体的屈服将吸收大量的变形功,产生增韧作用;2.刚性无机粒子的存在能阻碍裂纹扩展或钝化、终止裂纹,阻碍裂纹扩展的原因是由于钉扎效应,而粒子钝化或终止裂纹的原因在于两相界面的部分脱黏。根据上述机理,实现增韧的要求是,基体要有适当的韧性,基体与粒子间要有适度的结合力,这必然要求对无机粒子的表面进行恰当的活性处理。

PP\弹性体\无机粒子三元复合体系。

为平衡韧性与模量的关系,PP\弹性体\无机粒子三元复合材料逐渐受到研究者的青睐,如PP/POE/BaSO4, PP/EPR/CaCO3PP/EPDM/滑石粉、PP/POE/CaCO3等。对这种三元体系所采用的的弹性体和无机粒子也越来越趋于多样化,这种共混方式为PP综合性能的进一步提高和应用领域的扩大开辟了新的途径。三元复合体系的提出是因为在研究增加无机粒子与PP的界面黏结时,考虑到如果引入弹性体,不仅可作为第三相对体系起增韧作用,并且可在无机粒子表面形成界面层,从而通过剪切形变克服应力集中,阻止无机粒子与PP基体的剥离与裂纹的发展。

 

聚丙烯PP的共混增韧改性涉及的共混体系种类复杂多样,可以看出,使用单一的原料作为增韧剂往往不能达到塑料制品对高性能的要求。市面上每款增韧剂的配方不同,配料比例不同,同时针对塑料粒子原料性能的不同,添加的剂量也会有所不同,在满足性能要求的同时尽量的降低用料成本也是塑料制造企业所追求的,因此选择一款高性价比增韧剂就显得尤为重要了。

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