聚丙烯PP的共混改性

1、聚丙烯PP的共混改性1.2.1 概概 述述q 五大通用塑料中，聚丙烯五大通用塑料中，聚丙烯(PP)(PP)发展历史虽短，却是发展最发展历史虽短，却是发展最快的一种。快的一种。q PPPP具有较好的综合性能具有较好的综合性能: :q 相对密度小；相对密度小；q 较好的耐热性，维卡软化点高于较好的耐热性，维卡软化点高于HDPEHDPE和和ABSABS；q 机械性能如屈服强度机械性能如屈服强度, ,拉伸强度及弹性模量均较高拉伸强度及弹性模量均较高, ,刚性和耐磨都较优刚性和耐磨都较优异异; ;q 具有较小的介电率具有较小的介电率, ,电绝缘性良好电绝缘性良好, ,耐应力龟裂及耐化学药品性能较佳耐应力

2、龟裂及耐化学药品性能较佳等等. .q 缺点：缺点： PPPP成型收缩率大成型收缩率大, ,脆性高脆性高, ,缺口冲击强度低缺口冲击强度低, ,特别是在低温时尤为严重特别是在低温时尤为严重, ,大大限制了大大限制了PPPP的推广和应用的推广和应用1.2.2 PP 的改性的改性q PP具有较大的晶粒，故在加工时球晶界面容易出现裂具有较大的晶粒，故在加工时球晶界面容易出现裂纹纹,导致其脆性；导致其脆性；q 提高提高PP的缺口冲击强度和低温韧性；的缺口冲击强度和低温韧性；q 橡胶或热塑性弹性体以弹性微粒状分散结构增韧塑料橡胶或热塑性弹性体以弹性微粒状分散结构增韧塑料,已被证实是增韧效果较为明显的一种方

3、法；已被证实是增韧效果较为明显的一种方法；q 传统的传统的PP增韧剂：增韧剂：EPDM、EPR、SBS、BR、SBR，其中以其中以EPDM或或EPR效果最好。效果最好。1.2.3 PP/EPDM1) 机械共混法机械共混法PP/EPDM 抗氧剂抗氧剂 双螺杆挤出造粒双螺杆挤出造粒挤出机各段温度：挤出机各段温度：150、160、170、190、190、185注塑机制样注塑机制样0102030400102030405060708090 Impact strength (KJ/m2)Content of EPDM (wt%) a b c d0102030401.01.52.02.53.03.54.0r

4、elative impact strengthcontent of EPDM (wt%)PP/EPDMPP/EPDM共混物冲击断面的共混物冲击断面的SEMSEM照片照片脆性断裂脆性断裂韧性断裂韧性断裂a) a) 断面光滑平整断面光滑平整 b) b) 部分基体被拉伸变形部分基体被拉伸变形: “: “脆韧转变脆韧转变”c) c) 断面粗糙，基体明显被拉伸变形断面粗糙，基体明显被拉伸变形ddL粒子表面间距模型粒子表面间距模型两相邻橡胶粒子间的最小距离为两相邻橡胶粒子间的最小距离为基体层厚度基体层厚度L L，当平均基体层厚，当平均基体层厚度度L L小于临界基体层小于临界基体层LcLc时，共混时，共混体

5、系表现为韧性；反之，材料表体系表现为韧性；反之，材料表现为脆性。现为脆性。在临界基体层厚度在临界基体层厚度LcLc处发生脆韧处发生脆韧转变。转变。LcLc与分散相体积分数及粒径无关，与分散相体积分数及粒径无关，仅是基体的一个特征参数。仅是基体的一个特征参数。L = d (/ 6Vf)1/3-1 海岛结构海岛结构加入第二中加入第二中弹性体弹性体ENP后，使橡胶后，使橡胶相粒子细化相粒子细化v银纹银纹剪切带剪切带q 橡胶增韧塑料的韧性与橡胶相和树脂连续相的特性均有橡胶增韧塑料的韧性与橡胶相和树脂连续相的特性均有关。关。q 增韧的主要原因是银纹或剪切带的大量产生和银纹与剪增韧的主要原因是银纹或剪切带

6、的大量产生和银纹与剪切带的相互作用。切带的相互作用。 q 橡胶粒子作用橡胶粒子作用: : 应力集中中心，诱发大量银纹或剪切带；应力集中中心，诱发大量银纹或剪切带；控制银纹的发展并使银纹及时终止而不致发展成破坏性控制银纹的发展并使银纹及时终止而不致发展成破坏性的裂纹。的裂纹。 q 大量银纹或剪切带的产生和发展需要耗散大量能量，因大量银纹或剪切带的产生和发展需要耗散大量能量，因而可显著提高材料的冲击强度。而可显著提高材料的冲击强度。 2) 弹性体增韧弹性体增韧PP的机理的机理细颈细颈剪切屈服剪切屈服q玻璃态聚合物在应力作用玻璃态聚合物在应力作用下会产生发白现象。这种下会产生发白现象。这种现象称为应

7、力发白现象，现象称为应力发白现象，亦称银纹现象亦称银纹现象q银纹化与剪切带一样也是银纹化与剪切带一样也是一种局部屈服形变过程。一种局部屈服形变过程。银纹化的直接原因也是由银纹化的直接原因也是由于结构的缺陷或结构的不于结构的缺陷或结构的不均匀性而造成的应力集中。均匀性而造成的应力集中。EPR在PPHDPE共混物中的增容效果1.3 聚乙烯（聚乙烯（PE）共混改性）共混改性LLDPE通常在更低温度和压通常在更低温度和压力下，由乙烯和高级的力下，由乙烯和高级的a烯烯烃如丁烯、己烯或辛烯共聚烃如丁烯、己烯或辛烯共聚合而生成。合而生成。LLDPE具有比一般具有比一般LDPE更更窄的分子量分布，同时具有窄的

8、分子量分布，同时具有线性结构使其有着不同的流线性结构使其有着不同的流变特性。变特性。PE/PA共混体系共混体系 HDPEPA共混体系要具共混体系要具有良好阻隔性，有良好阻隔性，PA必须以必须以层状分散于层状分散于HDPE基体中。基体中。 温度温度粘度粘度 剪切应变许率剪切应变许率 v 将聚酰胺将聚酰胺(PA)掺入掺入PE可提高后者对烃类溶剂的阻隔性。可提高后者对烃类溶剂的阻隔性。q随随PA含量的增加和含量的增加和FA分散相的层化，分散相的层化，HDPEPA共混物的共混物的阻隔性明显提高。阻隔性明显提高。为获得理想阻隔为获得理想阻隔性形态的性形态的HDPEPA共混物，共混物，必须保证加工温必须保证加工温度下度下PA熔体粘熔体粘度大于度大于HDPE。 剪切应变速率：剪切应变速率：2050s-1例：目前汽油燃料油箱选用双峰分布的例：目前汽油燃料油箱选用双峰分布的HDPE。通常通常PEPE相对分子质量分布呈单峰分布，在相同的相对分子相对分子质量分布呈单峰分布，在相同的相对分子质量情况下，相对分子质量分布愈宽，加工性愈好，韧性质量情况下，相对分子质量分布愈宽，加工性愈好，韧性提高，但刚性下降，耐热性能变差。提高，但刚性下降，耐热性能