聚丙烯/聚乙烯共混合金中聚乙烯的含量对性能的影响

绝缘材料2003No.6曹民干:聚丙烯/聚乙烯共混合金中聚乙烯的含量对性能的影响25聚丙烯/聚乙烯共混合金中聚乙烯的含量对性能的影响曹民干，乔雷(同济大学材料学院，上海 200092) .摘要:为了改善作为绝缘通信埋地管材常用的塑料的力学性能，以聚丙烯为基本主体材料,加入一定量的高密度聚乙烯进行增韧改性后形成新的混合塑料体系，研究不同加入量的高密度聚乙烯对共混合金的各种力学性能的影响,讨论了HDPE在PP/HDPE体系中的加入量与材料的拉伸强度、伸长率、弯曲强度、冲击强度、硬度、耐热性等各力学性能之间的关系。结果表明在体系中加入25%的HDPE共混合金具有较好的综合力学性能。关键词:聚乙烯;聚丙烯;加入量;力学性能中图分类号:TM21; TQ325. 1;TQ316. 6文献标识码:A文章编号:1009- 9239(2003 )06 - 0025 - 03The influence of HDPE content onmechanical properties of PP/HDPE alloyCAO Min- gan,QIAO Lei(Material Schoo of Tong Ji University, Shanghai 200092 ,China )Abstract:HDPE and PP are plastics materials to be used in the communication pipes of insulationunderground. The article introduces the influence of HDPE content on mechanical properties of PP/HDPE alloy, discusses the relations between content of HDPE and properties of the tensilestrength, the break elongation ratio， bending strength, the impact strength, the hardness， theheat- resistance.Keywords:PP; HDPE; the content of HDPE; mechanical properties前言通信绝缘材料领域中有较好的应用前景。通过改变聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)具有较好HDPE加入量,研究体系中HDPE的加入量对PP/的综合力学性能，而且加工方便,因而各自在塑料管HDPE热塑性塑料合金材料的综合力学性能影响,对材制品中占相当大的市场份额,尤其是在埋地通信绝研制这类新材料具有重要的意义。缘管材方面有着相当大的市场前景。PP和HDPE有各自的优点和缺点，如,PP刚性好,但在低温环境受2试验部分压力时容易开裂,耐磨性也比较差;而HDPE正好相2.1试验设备反,它耐压性好,但刚性较差。如果将两者混合加工使SE- 100/160NB注射机,宁波塑机厂生产;钢制用,则可互补不足之处。注射抗冲模拉迪试样模具,自制;SJ-20/25挤出以PP为主体材料,加入一定量的HDPE对PP机中国煤化工JJ-50简支梁冲击试验进行增韧改性后形成新的材料有良好的综合性能,在DHCNM HGl.XRW 300热变形一维卡软化点温度测定仪,承德市金建检测仪器有限公收稿日期:2003- 05 -28作者简介:曹民干,女.副教授.硕士生导师.主要从事高分子材料加司生产;试验烘箱,上海华龙实验仪器厂生产。工、成型加工机械设备的教学和科研工作(Tel:021-56659623,E-2.2 原料mail: caomingan@ yahoo. com. cn)。HDPE,牌号YGHO41T,上海石化生产;PP,牌26曹民干:聚丙烯/聚乙烯共混合金中聚乙烯含量对性能的影响绝缘材料2003 No.6号4540,韩国现代生产。的对应关系。当两种聚合物按不同比例混合后,体系2.3试样性能呈现主要聚合物的物性。缺口抗冲试样,120mmX15mmX4mm;拉伸试样,170mmX 4mm。3(2.4 工艺条件挤出温度220C;注射温度(机筒温度)240C;模温60C;环境温度16C;注射压力40MPa;注射速率感1570 mm/s。2.5试验过程 .2.5.1 配方计量和加热干燥首先将PP和HDPE按配方计量;将计量好的原o102040 5060) 80HDPE加入量(%)料放入烘箱内加热干燥2h,烘干水份。2.5.2挤出造粒图1HDPE加入量与体系拉伸强度的关系将PP和HDPE加入挤出机混炼塑化造粒,制成PP/HDPE塑料合金粒料。2.5.3注射 制样将塑料合金粒料加入注射机,注射到注塑试样模15具内,注射成试样条。2.5.4性能检测将从模具中取出的试样经过24h环境处理后,按5标准检测方法分别检测试样的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、冲击强度、硬度、耐热性能。) 20304050703结果与讨论3.1HDPE加入量对拉伸强度的影响.图2 HDPE加入量与体系断裂伸长率的关系PP加入量和共混体系的拉伸强度关系如图1所示。由图1可知,在HDPE加入量小于25%的范围3.3HDPE加入量对弯曲强度的影响内,共混体系的拉伸强度随HDPE的加入量增加而图3为HDPE的加入量与体系的弯曲强度变化相应递增。这是因为,共混物中加入HDPE后会使部关系图。由图3可见,体系的弯曲强度明显地是随着分PP的球型结晶破坏,形成碎片状,增加了两相界HDPE加入量的增加而递减。这说明体系的弯曲性能面之间的相互作用力,起到提高拉伸性能并增加韧性由PP和HDPE各自在体系中的含量简单地决定。的作用,改善了共混物的力学性能;但是随着HDPE加入量继续增加,当HDPE加入量大于25%时,就可30|能造成两种聚合物之间的不相容以至出现相分离状日25态,拉伸强度开始出现下降的情况，因此HDPE加入第2量以25%左右较为适宜。中国煤化工3.2HDPE加入量对断裂伸长率的影响图2为HDPE加入量与体系断裂伸长率的相对HCNMHG关系图。由图2可见,在HDPE加入量较少时,共混HDPE加入量(96)体系的断裂伸长率有降低的趋势,但是当HDPE加入量大于40%以后,断裂伸长率随着HDPE加入量图3 HDPE 加入量与体系弯曲强度的关系的增加而递增,这一点和前面所叙的拉伸强度有一定绝缘材料2003 No. 6曹民干:聚丙烯/聚乙烯共混合金中聚乙烯的含量对性能的影响273.4HDPE加入量对硬度的影响3.6HDPE加入量对耐热性能的影响图4为HDPE的加入量与混合体系硬度的关系图6为在共混体系中不同HDPE加入量与体系图。从图4可见,在其他条件不变的情况下,加入不同软化温度之间的关系。在HDPE加入量小于50%时,量的HDPE,体系的硬度也有-定的变化规律。从配体系的软化温度呈上升趋势;当加入量在50%~比结构看,体系硬度值随HDPE加入量的增大而有70%范围内，体系的软化温度不再继续提高,而是维规律地减小。持在一个较为稳定的水平。3.5 HDPE 加入量对冲击强度的影响150图5为在其他条件不变情况下HDPE加入量与体系冲击性能关系图。由图5可见,当体系中HDPE加入量小于50%时,材料的冲击强度会随着HDPE加入量的增加而递增,但当HDPE加入量大于50%卷130时,材料的冲击强度趋于稳定。因此,在体系中加入了爷120HDPE后的最大益处就是提高了体系的冲击性能。020304050607080001000tHDPE加入量(%)图6HDPE加入量与体系耐热性能的关系04结论由于PP和HDPE均为结晶型聚合物,两者共混得到具有-定程度相容但又并不完全相容的共混物多相体系。在共混物中,聚合物会因各自不同的加入图4HDPE加入量与体系硬度的关系量而形成各自不同的结晶构造,因而PP/HDPE共混体系的性能与各组份的加入量有很大的关系。在PP中加入25%的HDPE共混合金具有较好的综合力学性能,尤其冲击强度的改善扩展了PP的应用领域,具有良好的应用前景。参考文献册40[1] 赵敏,等.改性聚丙烯新材料[M].北京:化学工业出版社，302002,429~ 473.1020o506070 80[2]辛浩波.塑料合金及塑料共混改性[M].北京:轻工业出版社,2000.27~ 39.图5HDPE加入量与体系冲击性能的关系[3] 吴培熙.塑料制品生产工艺手册[M].北京:化学工业出版社，1998.中国煤化工DH.CNMH G、欢迎投稿欢迎刊查广告