聚丙烯的高性能化研究

理论与研兖文章编号:10053360(2008)10004404聚丙烯的高性能化研究Study on Improving the Properties of Polypropylene刘晶,王立多,描成智 Liu Jing, Wang Liduo, Chuai Chengzhi天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津30045College of Material Science and Chemical Engineering, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China摘要研究了玻璃纤维、线型低密度聚乙烯( LLDPE),三元乙丙橡胶(EPDM)对聚丙烯(PP)流变性能、力学性能、热性能和硬度的影响。结果表明:玻璃纤维的加入使PP的硬度及拉伸强度增大,热变形温度提高;LLDPE与EPDM使PP的冲击强度提高;玻璃纤维, LLDPE、EPDM复配可综合提高PP的力学性能硬度及热变形温度。Abstract: The effects of glass fiber(GF), linear low density polyethylene(LLDPE)and ethylene-propylene-diene mischpolymer(EPDM)on the rheological property, mechanical property, thermal propertyand hardness of polypropylene( PP)were studied. The results show that: with the addition ofGF, the tensile strength, hardness and thermal deformation temperature increase; with theaddition of LLDPE and EPDM, the impact strength of PP increases; the mechanical property.hardness and thermal deformation temperature of PP increase after adding the compound ofGF LLDPE and EPD关键词:聚丙烯;玻璃纤罐;线型低密度聚乙烯:三元乙丙橡胶中图分类号:TQ32514文献标识码:A. Key words: Poly propylene: Glass fiber; Linear low density polyethy lene: Ethylene-propylene-dienemischpolymer聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一,但因其PP,M1600,韩国LG化学公司;具有缺口敏感性,且热变形温度低、成型收缩率氵无碱玻璃纤维,市售;大、硬度及耐磨性差,限制了其在汽车、家用电硅烷偶联剂,KH570,南京曙光化工厂器、建筑等领域的应用。本实验制备了玻璃纤维LLDPE,DFDA7042,中国石化齐鲁股份有增强聚丙烯(GFP),然后以线型低密度聚乙烯:限公司( LLDPE)与三元乙丙橡胶(EPDM)对其进行EPDM,市售。共混增韧改性;制得的复合材料不但保留了GFPP原有的耐化学药品性及绝缘性,还具有较高的刚12仪器及设备性、硬度、耐热性及冲击强度,因而可应用于更多领域"2。双辊开炼机,SK-160B,上海橡塑机械厂;HAAKE转矩流变仪, PolylabRC·300P1实验部分国V凵中国煤化工CNMHG利机器有限公司11主要原料简支梁冲击强度测试仪,SE-2,上海科学仪擎段求20808119L画金项国“十一·五国家科技支项目(200840802208年10月第3卷第10(总第198期)聚丙烯的高性能化研究器修造厂▲豪1GFPP与PP各项性能的比较Tab 1 Comparison of propertes between GFPP and Pp塑料球压痕硬度计,PHB98A,福建泉州试验机厂项目30%玻璃纤维热变形维卡软化点试验机,ZWK1320-2,深球压痕硬度(N·mm2)热变形温度/℃圳新三思材料检测有限公司。简支梁缺口冲击强度/(kJ·m2)7简支梁冲击强度/kJ·m13工艺流程拉伸强度MPa3369成型收缩率/%1-2504-0.8GFPP生产工艺流程如图1所示,增强增韧PP玻璃纤维价格便宜,具有突出的机械强度及生产工艺流程如图所示耐热性。由表1可以看出,GFP(30%玻璃纤维)与纯PP相比,硬度、拉伸强度、热变形温度均显玻璃纤维著提高,成型收缩率降至1%以下,但冲击强度却有所降低表面处理→熔融复合→挤出→切粒2.2GFPP共混材料的冲击性能GFPP←冷却将改性剂 LLDPE、EPDM、 LLDPE/EPDM▲图1GFPP生产工艺渡翟Fig 1 Flowchart of production for GFPP( LLDPE、EPDM的复配比例为1:1)分别与EPDM:GFP共混,图3、图4为改性剂用量对GFP共混混炼一拉片→切粒:材料冲击性能的影响(GFP为10phr)。LLDPEGFPP→注塑性能测试2%4图2增彊增PP生产工艺淀覆14性能测试改性剂用量▲图3改性剂用量对共混材料简支果缺口冲击强度的影响热变形温度按GB/T1633-2000测试;冲击强度按GBT1043-1993测试;拉伸强度按GBT1040-1992测试球压痕硬度按GB398-1982测试;成型收缩率按 ASTM D95589标准测试;转矩流变性能分析采用 HAAKE转矩流变仪加料量54g,温度170℃,转子转速30rmin。2结果与讨论中国煤化工CNMHG击强度的影响21GFPP与纯PP的物理力学性能Fig 4 uI mloumrdr unan MI mIaul Due gth of the composite聚丙烯的高性能化研究由图3、图4可知,随 LLDPE、EPDM或 LLDPEEPDM用量的增加,共混材料的冲击强度增大,其中 GFPP/LLDPE/EPDM冲击强度的增加尤为显著;当加入16 phr LLDPE/EPDM时,共混材料的Ez简支梁缺口冲击强度增加约60%,冲击强度增加约67%。这是由于 LLDPE/EPDM复合改性剂中,EPDM的乙基与丙基提高了GFPP与 LLDPE的相容性,使 LLDPE对GFPP晶体的插入、分割、细化作用提高,GFPP晶体进一步减小;另外, LLDPEEPDM可能形成硬核软壳的包覆结构,EPDM由1--GFPP: 2--GFPP/LDPE(100/5): 3--GFPP/EPDM( 100/5)▲图5二元GFPP共混树料的转矩流变曲于模量较低而局部产生微纤化, LLDPE由于模量Fig 5 Rheological curves of binary compostes较大而变形小,增加了EPDM的有效作用体积改性剂EPDM与LLDP的这种协同作用,可在外力作用下诱发大量的银纹和剪切带,消耗大量冲击能,并且阻滯、转向并终止已经存在的小裂纹的发展,抑制银纹发展成为破坏性的裂纹,从而对改性材料起到良好的增韧作用。23GFPP共混材料的流变性能1--GFPP/LLDPE/EPDM(1007/): 2--GFPP/LLDPE/EPDM(100/10/10)在转矩流变仪混炼器中加入物料后,很快出▲图6三元GFPP共混树料的矩流变曲ig.6 Rheological curves of ternary composies现加料峰;由于传热和剪切作用,扭矩及料温都渐趋于平衡。由图6可以看出,两种 GFPP/LLDPE/EPDM复转矩流变性能可反映加工过程中物料黏度及:合材料均在1.5min左右出现了转矩最低值,这表混合均匀程度的变化情况。尤其当混合过程中发氵明LDPE和EPDM复配后改善了同基体树脂的相生某种化学(或物理)变化时,转矩往往发生显容性,在加热和剪切的作用下,体系黏度及转矩著的改变。明显降低;随着时间的延长,转矩又明显增大图5、图6分别为 GFPP/LLDPE、GFP!EPDM、;进而出现平台,表明材料中存在大量柔性分子长GFPP/LLDPE/EPDM三种复合材料的转矩流变:链,从而使改性材料具有很高的韧性。性能曲线。从图5、图6可以看出,加入 LLDPEEPDM、 LLDPE/EPDM后,流变曲线均出现平台,;2.4GFP共混材料的热变形温度与球压痕并且最大扭矩大幅下降。这表明复合体系具有较:硬度好的韧性,但硬度和模量有所下降;另外同基体树脂相比,在受热以及剪切力作用时,其分子链表2给出几种不同 LLDPE/EPDM用量的共混较容易发生移动,因而材料的加工性能有所提材料的热变形温度和球压痕硬度。从表2可以看出,经 LDPE/EPDM改性后,GFP复合材料仍具有转中国煤化工)及球压痕硬度CNMHG性后的GFP仍然保持了较高的耐热性、硬度与耐磨性。200年10月第3卷第10则(总第198期)聚丙烯的高性能化研究▲2改性GFPP的热变形温度与球压痕硬度Tab 2 Thermal deformaton temperature and ball indentation hardness of i:提高GFPP的冲击强度,其中GFPP/ LLDPE/EPDMnodified GFPP复合材料具有良好的综合性能,可在一定范围内距冲LDFN热变形温度球压痕硬度替代价格较高的工程塑料。共混比例1005/5131010077128.1参考文献1008/81258范忠庆,张寓庆,张东勤,等玻璃纤维增强PP在汽车风扇中的应用[J].塑料,199726(6)47-49[2]郦华兴, GF/PP/HDPE复合物的性能研究[J].复合材料学3结论报.19918(4):45-50[3]吴培熙,张留城.聚合物共混改性[M].北京:中国轻工业出版社,1998:98-P}经玻璃纤维增强后,材料的硬度、拉伸强氵{4杨伟,史炜,陈萍,等玻璃微珠改性P和PE-LD的加工度和热变形温度均有较大幅度的提髙,成型收缩:流变行为[J].中国塑料200418(10:24-27率也降至1%以下,但冲击强度却有所降低5周怀春杨军忠微型汽车仪表板专用料研制[J]中国塑LLDPE、EPDM和 LLDPE/EPDM(1/1)均可:料19610(6):52-56.新材料快讯!!!聚四氟乙烯微粉氟碳常温固化涂料工艺创新的技术、先进的工艺与设备进行生产天然环保橡胶软木材料规格白色微粉,A级1~5微米性能具有聚四氟乙烯的各种性能,卓越的化学稳定性和电绝缘性,优异的耐磨性、自润滑性突出的耐高低温性和耐候性、无毒性,良好的分散性。川途用做油墨、涂料、油及油脂的添加剂、塑料的改性剂和加工助剂。用于各种工程塑料和通用塑料及橡胶的内润滑剂、外润滑剂、脱模剂和防粘剂。提高加工部件的质量和成品率,降低加工机械的磨损和能耗。油、润滑油及密封胶中若加入干粉润滑剂可大大改良它们的耐负荷性,真空性,耐低温性及耐磨性。千粉润滑剂可与各种印刷油墨以任何比例混合,在使用中可杜绝粘着,碱少擦伤,印出的字迹异常清亮,光泽性,图像清晰逼真,且具有立体感,长期不褪色,不怕水湿及虫蛀,是现代印刷T业中最理想的油墨添加剂,整理剂和改性剂。同时我厂还生产聚四氟乙烯板、棒、管及聚四氟乙烯生料带、聚四氟乙烯盘根、碳纤维盘根、髙水基盘根、芳纶盘根氟碳常温固化涂科我厂向您提供由国内外高级专家多年精心研制而成的可常温固化的氟碳涂料,它具有卓越的防腐、防粘污、绝缘、减摩、耐温变等特性,克服了以往氟涂料不能常温固化的特点,尤其对腐蚀性介质具有极髙的稳定性(酸、碱、氧化剂、溶剂、潮湿、海水、辐射)适应温度60℃~+150℃之间大然环保橡胶软木材料(软木板、软木砖、软木粉、各种软木件机械制品)该产品可用于机械密封、水泵、阀门、冷藏等各领域。欢迎各界有识之土,来电来函洽谈业务沈阳市天宇祥微粉中国煤化工地址:大东区工农路357号邮编:11004开户行:工商CNMHG8102451263827厂长:苏连泉手机:13904020987电话:02488203159传真