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)發(fā)展歷史雖短，卻是發(fā)展最發(fā)展歷史雖短，卻是發(fā)展最快的一種。快的一種。q PPPP具有較好的綜合性能具有較好的綜合性能: :q 相對密度小；相對密度小；q 較好的耐熱性，維卡軟化點高于較好的耐熱性，維卡軟化點高于HDPEHDPE和和ABSABS；q 機(jī)械性能如屈服強(qiáng)度機(jī)械性能如屈服強(qiáng)度, ,拉伸強(qiáng)度及彈性模量均較高拉伸強(qiáng)度及彈性模量均較高, ,剛性和耐磨都較優(yōu)剛性和耐磨都較優(yōu)異異; ;q 具有較小的介電率具有較小的介電率, ,電絕緣性良好電絕緣性良好, ,耐應(yīng)力龜裂及耐化學(xué)藥品性能較佳耐應(yīng)力

2、龜裂及耐化學(xué)藥品性能較佳等等. .q 缺點：缺點： PPPP成型收縮率大成型收縮率大, ,脆性高脆性高, ,缺口沖擊強(qiáng)度低缺口沖擊強(qiáng)度低, ,特別是在低溫時尤為嚴(yán)重特別是在低溫時尤為嚴(yán)重, ,大大限制了大大限制了PPPP的推廣和應(yīng)用的推廣和應(yīng)用1.2.2 PP 的改性的改性q PP具有較大的晶粒，故在加工時球晶界面容易出現(xiàn)裂具有較大的晶粒，故在加工時球晶界面容易出現(xiàn)裂紋紋,導(dǎo)致其脆性；導(dǎo)致其脆性；q 提高提高PP的缺口沖擊強(qiáng)度和低溫韌性；的缺口沖擊強(qiáng)度和低溫韌性；q 橡膠或熱塑性彈性體以彈性微粒狀分散結(jié)構(gòu)增韌塑料橡膠或熱塑性彈性體以彈性微粒狀分散結(jié)構(gòu)增韌塑料,已被證實是增韌效果較為明顯的一種方

3、法；已被證實是增韌效果較為明顯的一種方法；q 傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的PP增韌劑：增韌劑：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) 機(jī)械共混法機(jī)械共混法PP/EPDM 抗氧劑抗氧劑 雙螺桿擠出造粒雙螺桿擠出造粒擠出機(jī)各段溫度：擠出機(jī)各段溫度：150、160、170、190、190、185注塑機(jī)制樣注塑機(jī)制樣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共混物沖擊斷面的共混物沖擊斷面的SEMSEM照片照片脆性斷裂脆性斷裂韌性斷裂韌性斷裂a(bǔ)) a) 斷面光滑平整斷面光滑平整 b) b) 部分基體被拉伸變形部分基體被拉伸變形: “: “脆韌轉(zhuǎn)變脆韌轉(zhuǎn)變”c) c) 斷面粗糙，基體明顯被拉伸變形斷面粗糙，基體明顯被拉伸變形ddL粒子表面間距模型粒子表面間距模型兩相鄰橡膠粒子間的最小距離為兩相鄰橡膠粒子間的最小距離為基體層厚度基體層厚度L L，當(dāng)平均基體層厚，當(dāng)平均基體層厚度度L L小于臨界基體層小于臨界基體層LcLc時，共混時，共混體

5、系表現(xiàn)為韌性；反之，材料表體系表現(xiàn)為韌性；反之，材料表現(xiàn)為脆性。現(xiàn)為脆性。在臨界基體層厚度在臨界基體層厚度LcLc處發(fā)生脆韌處發(fā)生脆韌轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變。LcLc與分散相體積分?jǐn)?shù)及粒徑無關(guān)，與分散相體積分?jǐn)?shù)及粒徑無關(guān)，僅是基體的一個特征參數(shù)。僅是基體的一個特征參數(shù)。L = d (/ 6Vf)1/3-1 海島結(jié)構(gòu)海島結(jié)構(gòu)加入第二中加入第二中彈性體彈性體ENP后，使橡膠后，使橡膠相粒子細(xì)化相粒子細(xì)化v銀紋銀紋剪切帶剪切帶q 橡膠增韌塑料的韌性與橡膠相和樹脂連續(xù)相的特性均有橡膠增韌塑料的韌性與橡膠相和樹脂連續(xù)相的特性均有關(guān)。關(guān)。q 增韌的主要原因是銀紋或剪切帶的大量產(chǎn)生和銀紋與剪增韌的主要原因是銀紋或剪切帶

6、的大量產(chǎn)生和銀紋與剪切帶的相互作用。切帶的相互作用。 q 橡膠粒子作用橡膠粒子作用: : 應(yīng)力集中中心，誘發(fā)大量銀紋或剪切帶；應(yīng)力集中中心，誘發(fā)大量銀紋或剪切帶；控制銀紋的發(fā)展并使銀紋及時終止而不致發(fā)展成破壞性控制銀紋的發(fā)展并使銀紋及時終止而不致發(fā)展成破壞性的裂紋。的裂紋。 q 大量銀紋或剪切帶的產(chǎn)生和發(fā)展需要耗散大量能量，因大量銀紋或剪切帶的產(chǎn)生和發(fā)展需要耗散大量能量，因而可顯著提高材料的沖擊強(qiáng)度。而可顯著提高材料的沖擊強(qiáng)度。 2) 彈性體增韌彈性體增韌PP的機(jī)理的機(jī)理細(xì)頸細(xì)頸剪切屈服剪切屈服q玻璃態(tài)聚合物在應(yīng)力作用玻璃態(tài)聚合物在應(yīng)力作用下會產(chǎn)生發(fā)白現(xiàn)象。這種下會產(chǎn)生發(fā)白現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱為應(yīng)

7、力發(fā)白現(xiàn)象，現(xiàn)象稱為應(yīng)力發(fā)白現(xiàn)象，亦稱銀紋現(xiàn)象亦稱銀紋現(xiàn)象q銀紋化與剪切帶一樣也是銀紋化與剪切帶一樣也是一種局部屈服形變過程。一種局部屈服形變過程。銀紋化的直接原因也是由銀紋化的直接原因也是由于結(jié)構(gòu)的缺陷或結(jié)構(gòu)的不于結(jié)構(gòu)的缺陷或結(jié)構(gòu)的不均勻性而造成的應(yīng)力集中。均勻性而造成的應(yīng)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通常在更低溫度和壓通常在更低溫度和壓力下，由乙烯和高級的力下，由乙烯和高級的a烯烯烴如丁烯、己烯或辛烯共聚烴如丁烯、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，同時具有窄的

8、分子量分布，同時具有線性結(jié)構(gòu)使其有著不同的流線性結(jié)構(gòu)使其有著不同的流變特性。變特性。PE/PA共混體系共混體系 HDPEPA共混體系要具共混體系要具有良好阻隔性，有良好阻隔性，PA必須以必須以層狀分散于層狀分散于HDPE基體中。基體中。 溫度溫度粘度粘度 剪切應(yīng)變許率剪切應(yīng)變許率 v 將聚酰胺將聚酰胺(PA)摻入摻入PE可提高后者對烴類溶劑的阻隔性。可提高后者對烴類溶劑的阻隔性。q隨隨PA含量的增加和含量的增加和FA分散相的層化，分散相的層化，HDPEPA共混物的共混物的阻隔性明顯提高。阻隔性明顯提高。為獲得理想阻隔為獲得理想阻隔性形態(tài)的性形態(tài)的HDPEPA共混物，共混物，必須保證加工溫必須保證加工溫度下度下PA熔體粘熔體粘度大于度大于HDPE。 剪切應(yīng)變速率：剪切應(yīng)變速率：2050s-1例：目前汽油燃料油箱選用雙峰分布的例：目前汽油燃料油箱選用雙峰分布的HDPE。通常通常PEPE相對分子質(zhì)量分布呈單峰分布，在相同的相對分子相對分子質(zhì)量分布呈單峰分布，在相同的相對分子質(zhì)量情況下，相對分子質(zhì)量分布愈寬，加工性愈好，韌性質(zhì)量情況下，相對分子質(zhì)量分布愈寬，加工性愈好，韌性提高，但剛性下降，耐熱性能變差。提高，但剛性下降，耐熱性能