PBH改性聚丙烯性能研究

化学推进剂与高分子材料010年第8卷第4期Chemical Propellants Polymeric MaterialsPBH改性聚丙烯性能研究王宏翡1,王波2(1.韩泰轮胎有限公司,上海200233;2.国家轮胎及橡胶制品质量监督检验中心,山东青岛266061)摘要:采用丁烯-1与己烯-1共聚物(PBH)热塑性弹性体对聚丙烯(PP)进行共混改性,研究了PP共混物的力学性能和热性能。结果表明:随着PBH含量的增加,共混物的冲击强度、断裂伸长率和熔融指数都有增大的趋势,而拉伸强度、弯曲强度、硬度和耐热温度均有一定的下降。关键词:聚丙烯;PBH;共混改性中图分类号:TQ325.14文献标识码:A文章编号:1672-2191(2010)04-0059-03聚丙烯(PP)作为最重要的通用塑料之一,有1.3试样制备着优良的综合性能,是当今世界最具发展潜力的基体和改性体用量均为质量份,其中以PP热塑性塑料之一。但由于其韧性差,低温抗冲性用量为100质量份计。能差,大大影响了其使用范围。为了增加PP韧按配方准确称量基体和改性体的量,在(170性,优化其性能,国内外进行了大量的PP增韧±5)℃双辊上塑炼,再在(180±5)℃平板硫化机改性研究,并在共聚和共混方面取得了突破性进上模压10min,冷却10min,经万能制样机和冲展。除了传统的改性以及近几年研究较多的乙烯片机加工,制得试样,进行性能测试。与辛烯-1共聚物(POE)弹性体增韧以外,还有14性能测试无机刚性粒子、纳米粒子增韧研究。拉伸强度、断裂伸长率按GB528-1992测笔者采用丁烯-1和己烯-1的共聚物(PBH)试,试样为1型;洛氏硬度按GB9342-1988改性PP的性能,并探讨PP/弹性体二元共混体系测试;维卡软化点温度按GB1633-1979测试;的加工性能,包括拉伸强度、冲击强度、弯曲熔体指数按GB3682-1983测试;冲击强度按强度、断裂伸长率、硬度、耐热性能等。GB1043-1993测试;弯曲强度按GB1042一1实验部分1992测试。1.1原料2结果与讨论PP:CJs700,熔体流动速率为每10min2.1共聚物用量对共混物性能的影响35~375g,广州石化公司;PBH:自制。不同含量己烯的PBH共聚物,由于其微观结1.2仪器设备构、立构规整度和结晶性能等不同,在其共混改双辊筒炼塑机:SK-160B,上海橡胶机械性PP时,共混物性能会有所不同。下面讨论己厂;平板硫化机:XK13-024-0036,青岛第三烯摩尔分数分别为2%、7%、20%的PBH与PP橡胶机械厂;万能制样机:zHY-W,河北承德共混物的性能及其规律。试验机厂;塑料洛氏硬度计:XHR-150,上海2.1.1共聚物用量对共混物拉伸强度的影响(图1)材料试验机厂;维卡热变形仪:RW-3,台湾由图1可见,共混物拉伸强度均随PBH用量高铁股份有限公司;熔体流动速率仪:XRL-增加而下降,且不同含量已烯之间无太大差别。4000A/BC/D,承德精密试验机有限公司;摆锤因为PBH加入降低了PP共混物的规整度和结晶式冲击试验机:XCJ-40,承德精密试验机有限度,共混物刚性降低,强度下降;而且PBH比公司;电脑伺服拉力实验机:AT-7000M,台纯PP的拉伸强度低得多,由最简单的二元共混湾高铁股份有限公司;电脑伺服弯曲实验机:物拉GT-TCS-2000,台湾高铁股份有限公司伸强YHa中国煤化工P为共混物的拉拉伸强度,w1、CNMHG收稿日期:2010-03-15作者简介:王宏翡(1982-),男,主要从事高分子材料研究。电子信箱:wanghongfeish@yahoo.com.cn化学推进剂与高分子材料Propellants Polymeric Materials10年第8卷第4期w2为组分1、2的质量分数)。当拉伸强度很小的由图3可见,共混物弯曲强度均随PBH用量PBH的含量增加时,共混物拉伸强度下降;但的增加而降低。因为随PBH用量增加,PP共混因PBH用量有限,因而拉伸强度下降并不多。物的结晶度降低,且因为PBH共聚物本身的弯曲强度较PP低得多,考虑加和作用,所以PP共己烯覃尔分数混物刚性下降,弯曲强度降低。214共聚物用量对共混物冲击强度的影响(图4)32探30160BH质量份起120图1不同己烯含量的PBH共聚物对共混物拉伸强度的影响Fig 1 Influence of PBH copolymers with different hexene612PBH质量份contents on tensile strength of the blends2.1.2共聚物用量对共混物断裂伸长率的影响图4不同己烯含量的PBH共聚物对共混物共聚物用量对共混物断裂伸长率的影响如图冲击强度的影响2所示。由图2可见,共混物断裂伸长率随PBHFig 4 Influence of PBH copolymers with different hexenecontents on impact strength of the blends用量的增加均有显著提高。这是因为己烯的引入大大降低了PP的结晶度和刚性,用PBH改性由图4可见,共混物冲击强度均随PBH用量PP,共混物的结品度和分子问作用力均降低,的增加而大幅提高,最大增幅达400%以上。这从而使其韧性增强,断裂伸长率增大。是因为随着低结晶度和低等规度的PBH共混比例的增加,PBH在共混物中形成大量应力集中点,进而引发更多地银纹和剪切带,大量消耗冲击能交800量,从而大幅提高了共混物的冲击强度;大量银纹之间应力场相互干扰,降低了银纹端的应力己烯摩尔分数阻碍了银纹的进一步发展,能够有效地中止银纹。从断裂机理分析,可能是因为PBH的侧链在分子链间起到了一种联结缓冲,减少银纹因受612182430H质量份力发展成裂纹的缘故2-4。2不同己烯含量的PBH共聚物对共混物纵向看,相同PBH用量下,己烯含量高的断裂伸长率的影响PBH提高共混物冲击强度的幅度吏大。Fig2 Influence of PBH copolymers with different hexene2.1.5共聚物用量对共混物硬度的影响(图5)contents on elongation rate at break of the blends21.3共聚物用量对共混物弯曲强度的影响(图3)己姆摩尔分数已烯摩尔分數:400612182430PBH质量份18图5不同己烯含量的PBH共聚物对共混物硬度的影响0612182430Fig 5PBH质量份中国煤化工 ith different hexene图3不同己烯含量的PBH共聚物对CNMHG共混物弯曲强度的影响可见,共混罚沿比哽度均随共聚物用Fig3 Influence of PBH copolymers with different hexene量的增加而大幅降低。这是因为随PBH用量增contents on bend strength of the blends加,PP共混物的规整性和结晶度降低,分子间王宏翡等·PBH改性聚丙烯性能研究空隙增大,分子间作用力减弱,共混物硬度降低,且因PBH本身的硬度和弯曲强度都较PP低的多,故PP共混物刚性下降。2.1.6共聚物用量对共混物熔体流动速率的影响莶立尝150己烯摩尔分数:共聚物用量对共混物熔体流动速率的影响如图6所示。2430己蛹摩尔分数PBH质量份图7不同己烯含量的PBH共聚物对共混物维卡软化点的影响Fig 7 Influence of PBH copolymers with different hexene0.4contents on vicat softening points of the blends3结论①PBH对PP具有明显的增韧改性效果,不PBH质量份同己烯含量的PBH改性PP基体呈现相同的改性规图6不同己烯含量的PBH共聚物对共混物熔体流动速率的影响律。随着PBH含量的增加,共混物拉伸强度、Fg6 Influence of PBH copolymers with different hexene弯曲强度、硬度和维卡软化点均下降;而共混物contents on flow rates of the blend melts的扯断伸长率、冲击强度却是提高的由图6可见,共混物熔体流动速率均随共聚②考虑到己烯价格较贵,已烯摩尔分数为物用量的增加而增大。这是因为PBH改性PP时5%~10%,PBH用量为15~20质量份时,改性共混物分子结构发生变化,规整度下降,结晶度P共混物综合效果最好,其强度较高,韧性降低,分子间作用力减弱,熔体流动时阻力减耐热性和熔体流动速率较好,硬度适中。小,从而提高了共混物的流动性。参考文献2.1.7共聚物用量对共混物维卡软化点的影响I姚珊珊,李炳海.PP/SiO2填充改性复合材料的研究共聚物用量对共混物维卡软化点的影响如图[塑料,2006,35(3):16-197所示。由图7可知,共混物维卡软化点随共聚2]吴培熙,张留成聚合物共混改性M]北京:中国轻工业出版社,1996:34物用量的增加均有不同程度的下降,但下降幅度3]宋恩兰,胡俊玲.聚丙烯共混物的形态结构与性能研均较小。这是由于PBH降低了PP共混物的结晶究进展J高分子材料科学与T程,1994(1):1-度,使其耐热性下降。加之PBH本身的耐热性[4]张字光,李霞.热塑性弹性体增韧聚丙烯的研究[.哈很差,由加和作用可知,共混物热性能下降。尔滨理工大学学报,2001(4):81-84Study on PBH Modified Poly propylene PropertiesWANG Hongfei, WANG Bo(1. Hankook Tire China Regional Headquarters, Shanghai 200233, China; 2. China National Quality Supervision andesting Center of Tire and Rubber Products, Qingdao 266061, China)Abstract: Polypropylene(PP)was modified by blending with thermoplastic elastomer of butylene-1 and hexene-I copolymer(PBH). The mechanical property and thermal property of the pp blends were investigated. The results show that with theincrease of PBH content, the impact strength, elongation rate at break and melt index of the blends exhibit increasing trend, whilethe tensile strength, flexural strength, hardness and heat-resistant temperature decrease to some extent.Key words: polypropylene; PBH; blending modification本水*****水*水水率水**水*水*水*水半来**本***水****水*水*半*冰*水水来**冰水水水*率水水率*水率***********天津石化聚醚多元醇中试通过鉴定工艺合成出TEP9023和TPEG系列产品,并成功进行了中石化天津石化公司完成的高相对分子质量高EO(环中试中国煤化工氨酯密封胶合成氧乙烷)加聚醚多元醇中试项目近日通过专家鉴定。高相其所CNMHG地铁和地上建筑物对分子质量高EO加聚聚醚多元醇生产工艺的开发成功,的防、xm比普通聚醚多元醇工开拓∫聚醚多元醇的应用领域。中试合成技术及配方均艺难度吏大,国内以前所用该类产品主要从美国进口。由天津石化聚醚部科研人员自主完成。该项月采用问歇(郭智臣提供)