改性聚丙烯方椅的研制

程塑料应用2002年,弟30卷,第4期改性聚丙烯方椅的研制赵全友陈丽牡丹江石油I厂10328犢要以均聚聚丙烯(PP)/共聚PP为基体树脂,通过与聚烯烃弹性体(POE)、滑石粉及其它助剂的共混改性制得改性PP方椅专用料。讨论了基体树脂的配制及P)E、滑石粉含量对共混体系性能的彩响,确定了改性P方椅专用料的配方:用该专用料生产的方椅具有强度高、韧性好、耐老化、耐腐蚀、尺寸穗定、表面光亮等优点,现已批量生产关镳词聚丙烯增韧改性方椅专用料聚丙烯(PP)是一种性能较优良的通用塑料,其POE:EG8150,美国DOW化学公司;用途广泛,遍及机械、电子、汽车及日用品等各个领抗氧剂:1010,北京化工=厂;域:PP在塑料家具方面也得到应用,大都采用未改抗老剂:进[;性的PP生产,但用此种PP生产的家具在韧性、滑石粉:10μm(1250目),辽宁海城滑石矿;强度、外观及使用寿命等方面存在一些问题,因此需偶联剂:铝酸酯类,市售。要对PP进行改性。2主要设备PP方椅是一种具有四个空心方形腿、双侧扶手高速混合机:SHR-100A型,江苏白熊集团;和环形背靠的高档塑料椅子,单重4kg左右,见图同向双螺杆挤出机:TSJ-58型,成都晨光塑所用原料像所有家具料一样,要有良好的流动料机械研究所;性、耐冲击性、尺寸稳定性及高强度,还应根据方椅注塑机:CJ-150NCⅡ型,广东震德塑料机械厂自身的结构特点,着重解决好熔体流动性和尺寸稳有限公司性两方面的问题因为在生产方椅过程中良好的注塑机:VL-1500型美国 Millacron公司;熔体流动性能保证熔体在不太高的压力下以平推流电子万能试验机:CS5-1101C型,长春试验机方式(而不是以旋转流方式)射入四个型腔,并使各研究所;处熔接良好,具有较高的强度;而良好的尺寸稳定性冲击试验机:6545型,意大利 CEAST公司则能保证四个腿芯体以较小的拉力从椅子四个方形热变形测定仪:6521型,意大利 CEAST公司腿平稳抽出,于是笔者设计、研制了均聚PP/共聚熔体流动速率(M}H)仪:μPXR1-40C型,吉P!热塑性弹性体(POE)/滑石粉专用料,并用该专林大学科教仪器厂用料制成了方椅,取得了满意的应用效果。低温调温调湿箱:PL-2G型,上海爱斯佩克环境公司洛氏硬度计:XHR-150型,上海材料试验机厂1.3造粒、制样工艺首先将适量偶联剂加入滑石粉中,在高速混合机中于100℃高速搅拌10min,然后立即降温出料,制得活性滑石粉。图PP方椅按配比把均聚PP、共聚PP、POE、活性滑石粉依1实验部分次加入高速混合机中,在40~50℃搅拌5~10min1原材料而后加入其它助剂并混合均匀,用双螺杆挤出机挤均聚PP:粉料,牡丹江石油化工厂中国煤化工样共聚PP:C1647,北京燕山石油化T股份有限公CNMHG司化工二厂;赵全友,等:改性聚丙烯方椅的岍制1.4状态调节入增韧剂和增强剂都有可能导致体系流动性降低把试样置于低温调温调湿箱中,设定温度为因此要控制好增韧剂和增强剂的用量,确保体系的23℃,相对湿度为50%;压力86-106kPa,时间48MR在12g/0min左右。表2列出均聚PP共案PP(80/20)共混物的性能。1.5性能测试2均PP/共聚PP共混物的性能各项性能按ISO有关标准测试。弯豳强|弯曲弹性模缺口冲击强共变程温结果与讨论3(10mn)1率得度:量M度门·m度t2.1基体树脂的配制基体树脂的性能对整个共混体系起着非常关键2.2POE含量对共混体系性能的影响的作用因此在基体的选择上显得尤为重要。笔者POE具有较小的内聚能和较高的剪切敏感性,使用的PP有均聚PP和共聚PP两种,它们除有共其表观粘度对温度的依赖性与PP接近,所以与PP同点外,还各有特点。表1列出均聚P与共聚P的相容性和分散性特别好,在PP基体中易获得较的主要性能指标。小的分散粒径和较窄的粒径分布,因而对PP增韧1均囊PP与共PP的性能效果特别明显。另外,由于POE不含双键,故对水共聚PP分不敏感,具有优良的耐候性。实践也证明,POE成型收缩率/%1.0MFR/g·(10min)1的改性效果优于(乙烯/丙烯/二烯)共聚物(EP拉伸强度/MPaDM)、(乙烯/丙烯)共聚物(EPM)及(苯L烯/丁断裂伸长率/030如>500烯/苯乙烯)共聚物(SBS)等增韧剂{2、POE含量对弯曲强度/MPa弯曲弹性模量/MPa共混体系性能的影响如表3所示缺口冲击强度/·m13POE含量对共混体系性能的影响热变形温度/℃122.6l10.8POE质量分数/吸由表1可知,均聚PP收缩率大,韧性差,但具有1513.61.619.87.2良好的流动性和高强度,而共聚PP韧性较好,但流断裂伸长率/%400440470500>500动性和强度较差。为了充分发挥两者的优点,笔者弯曲弹性模量/MPa130011801100100采用均聚PP为主并添加一定量的共聚PP为辅作弯曲强度/MPa36为PP方椅专用料的基体树脂。图2示出共聚PP缺口冲击强度小·m148712260的添加量对共混体系流动性能和缺口冲击强度的影热变形温度~℃11.110.410.095,848从表3可以看出,随着POE用量的增加,共混体系的流动性、拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量及热变形温度都呈下降趋势,而缺口冲击强度和断裂伸长率则逐步提高,所以兼顾其各项性能,PE的用量选择7%-9%为宜2.3滑石粉含量对共混体系性能的彩滑石粉作为增强剂是一种常用填料,具有片状共聚PP质量分数%或鳞片状结构,用其改性的PP具有刚性高、高温下图2共檗P添加对共混体系流动性能和缺口冲击强度的影响的抗蠕变性好、制件表面质量优良、成型收缩率低由图2可以看出,均聚PP共聚PP体系的流动以及易加工等特点。试验表明经偶联剂处理的性与缺口冲击强度对共聚PP有很大的依赖性,当滑石粉比未处理的滑石粉使用效果好;且滑石粉的均案PP中添加少量共聚PP时类似弹性体增韧,提粒径对混合体系的力学性能和制品表面光泽度都有高了共混体系的冲击性能,同时又能克服一般弹性很大影响在滑石粉含量不变和相同的处理条件下体增韧可能带来的力学性能降低的弊端。为了进一滑石粉中国煤化工能越佳,制品表步提高韧性需要添加增韧剂P0E;为了降低成本,面的光CNMHG的滑石粉为增提高刚性和尺寸稳定性,还要添加增强剂滑石粉.加强剂,并用铝酸酯类偶联剂处理,保持POE的质量工程要料应用2002年.第30卷.第4期分数为8%,进行配方试验活性滑石粉含量对共混老化外推法计算PP制品的耐用年限,该改性PP体系性能的影响见表4。方椅的使用寿命为10年以上。表4活性滑石粉含量对共混体系性能的影响3改性PP方椅的注塑工艺项目滑石粉质量分数/%在生产改性PP方椅之前,应根据制品所要求Fg·(10min)11.712.0141.010.2的颜色,按比例配混色母粒,然后输送到干燥料斗成型收缩/%1.10.950.670.610.5中,在55℃下干燥60min拉伸强度/MPa2931使用美国产1万g注塑机,控制注塑工艺条件断裂伸长率/%12657弯曲弹性模量/MPa1s001876278031573421为:料筒温度1段230℃、2段230℃、3段220℃、4弯曲强度MP94355355段215℃模具热流道温度(230±5)℃,注塑压力85缺口冲击强度小·m5121MPa,增压压力70MPa,保压压力60MPa,注射时间热变形温度/t0.0120284130.6135.120s,增压时间10s,保压时间10s,加「周期160s洛氏硬度(R)模具温度用模温控制器控制在(50±2)℃。在上述从表4可看出,随着滑石粉用量的增加共混体工艺条件下注射成型出方椅。生产过程中充料流系的成型收缩率减小,这可能是滑石粉的加入破坏畅脱模平稳了PP球晶的生长,使PP生成不完整的球晶,结晶4应用度降低,结晶速率加快,从而降低了PP结晶收缩该专用料具有加T性能及物理、力学性能优良率;同时滑石粉占据了一部分PP的自由体积,在结成型稳定性好,制品光泽度高,耐候性优良等特点品过程中阻碍自由体积的减少,故而使P的收缩现已供应牡丹江天江塑胶有限公司批量生产改性率降低。从表4还可看出共混体系的MFR在一定P方椅。实践证明,用该专用料生产的改性P方范围内有所增加,分析其原因,叮能是由于滑石粉的椅强度高耐腐蚀尺寸稳定,耐老化即使在低温下密度比熔体PP的密度大,加入滑石粉后尽管单位亦能保持较高的韧性时间流出标准口模的体积流量下降,但质量流量却5结论是上升的,这样以质量流率为基准的MFR值就增(1)以均聚PP/共聚PP共混体系为基体树脂大:由表4可知,加入滑石粉后共混体系的弯曲弹POE为增韧剂滑石粉为增强剂,并加人抗氧剂和性模量、热变形温度及拉伸强度都逐步增高,这可能抗老剂等制备的改性P专用料是制备方椅等家具取决于滑石粉的片状结构;洛氏硬度的减小和缺口的理想材料冲击强度在一定范围内的提高分别与滑石粉质地柔(2)用该专用料生产的改性P方椅韧性好,强软和具有异相成核作用有关。度高,耐腐蚀,耐候性优良,现已批量生产」综合考虑各因素,确定改性PP方椅专用料的参考文蘇配方为:66%~73%的均聚PP/共聚PP共混物、7%1罗毅,等.我国改性案丙烯汽车专用料的开发现状及前景塑料科~9%的POE、20%~25%的滑石粉,以及适量的抗技,1998(5):45氧剂和抗老化剂。2赵文聘,等.高性能户外用聚丙烯家具料的研究塑料工业,2002.4改性PP制品使用寿命预测28(4):153程秋林.等.电容器壳专用改性聚丙烯的研制工程塑料应用依据IS4577-1983(E)标准把改性PP方椅1996,24(5):11专用料试样置于热老化箱中,在150℃下加速老化何叶力等.聚丙烯树脂的加工与应用北京:中国石化出版社200h后试样开始出现局部银纹或破碎。根据快速1998.805DEVELOPMENT OF MODIFTED PP ARMCHAIRMudanjiang Petrochemical Factory 157009)ABSTRACT The special compound for modified PP armchair wasof blending. PP was modified with co-polypropylene( PP), poly( octene-ethylene)( POE), talc and other additives中国煤化工 pecial compound has aood impact resistance, high strength, good ageing resistance, good comCNMHtenessKEYWORDS polypropylene, toughening modification, armchair