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      共混改性制備高抗沖聚丙烯的研究進展

      2015-03-23 04:26:10胡國和鄭化安李應平李國法
      合成材料老化與應用 2015年4期
      關(guān)鍵詞:抗沖增韌晶型

      胡國和,鄭化安,李應平,牛 韜,李國法

      ( 陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責任公司,國家能源煤炭分質(zhì)清潔轉(zhuǎn)化重點實驗室,陜西西安710065)

      聚丙烯(PP)具有比重小、無毒、易加工、抗沖擊、抗撓曲性以及電絕緣性好等優(yōu)點,在汽車工業(yè)、電器、電子、包裝及建材等方面具有非常廣泛的應用。在五大通用塑料中,國內(nèi)消費量僅次于聚乙烯位列第二位。然而,聚丙烯的低溫脆性,在很多領域無法滿足使用要求,因此要對其進行增韌改性[1-4]。高抗沖聚丙烯因其具有良好的抗沖擊性能,被廣泛用于汽車和家電產(chǎn)品的零部件生產(chǎn),特別是用在家電領域的低溫零部件、汽車領域的保險杠、護板等對抗沖性能要求較高的地方。

      聚丙烯與其他材料的共混改性一直是聚丙烯改性的重要手段,共混改性可以提高聚丙烯材料韌性或者剛性,增韌在于提高其沖擊強度,增強是提高剛性模量,但兩者往往是互相矛盾的。本文綜述了彈性體增韌聚丙烯、剛性粒子增韌聚丙烯、成核劑增韌聚丙烯等方面近年來PP 共混改性以提高聚丙烯沖擊強度的最新研究進展。

      1 彈性體增韌聚丙烯

      將彈性體與聚丙烯直接共混進行增韌改性技術(shù)已被證明是一種行之有效且增韌效果最為明顯的一類方法,其中彈性體以微粒狀分散結(jié)構(gòu)于聚丙烯基體中。彈性體增韌使得復合材料的韌性得到大幅度提高,但往往復合材料的剛性較差。

      常作為增韌改性劑的彈性體有EPR、SBS、NBR、BR、EPDM、POE 等,普遍認為POE、EPDM 與PP 共混增韌效果最佳。彈性體共混增韌改性聚丙烯其原理普遍認可的有兩種理論:多重銀紋理論和銀紋-剪切帶理論。前者認為復合材料中彈性體粒子作為應力集中點,彈性體在基體中良好的分散造成大量的應力集中點,大量應力集中點產(chǎn)生大量的銀紋會消耗能量,同時限制銀紋進一步擴展,因而提高聚丙烯的韌性。后者綜合了銀紋和剪切消耗能量的原理,認為基體聚丙烯材料在形變過程中,應力作用下,銀紋和剪切帶同時產(chǎn)生且相互作用,使得聚丙烯從脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性破壞,而且彈性體粒子還能及時終止銀紋發(fā)展成破壞性裂紋,從而提高聚丙烯的韌性[5]。

      劉鈺馨等[6]采用熔融共混法制備PP/丁苯熱塑性彈性體(SBS)復合材料,研究SBS 用量對PP力學性能及熱學性能的影響。結(jié)果表明,隨著SBS 用量的增加,PP/SBS 復合材料的沖擊強度越來越大,當用量增至40% 時,沖擊強度達到65. 1kJ/m2,同時SBS 用量增加復合材料的彎曲性能也呈下降趨勢。

      POE 是美國陶氏公司以茂金屬催化劑催化合成的乙烯-辛烯共聚物,其獨特性質(zhì)為自身為熱塑性彈性體,在加工和增韌改性方面,POE 比傳統(tǒng)的橡膠增韌材料更具有優(yōu)勢。馮予星等[7]研究了不同牌號、種類的PP/POE 共混體系,發(fā)現(xiàn)共混體系發(fā)生脆韌轉(zhuǎn)變時POE 的用量不同。一般情況下,POE用量較少時(10%以下)PP 就可以實現(xiàn)脆韌轉(zhuǎn)變;POE 用量較多時(30%),POE 在PP 中的分散更加細化,顯著提高了共混體系的沖擊強度。彈性體的加入提高聚丙烯韌性同時,也能影響其他性能。敖玉輝等[8]比較研究了3 種不同彈性體POE、SEBS、OBC 與PP 的共混增韌改性效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn),3 種彈性體均對PP 起到增韌效果,其中SEBS 對PP 的增韌效率最高,POE 的綜合性能最好,而OBC 的加工性能良好。

      Wahit MU 等[9]在研究PP/POE/PA 三元共混體系中發(fā)現(xiàn)復合材料的力學與POE 的含量關(guān)系密切,POE 含量增加,復合材料的沖擊強度明顯增加,拉伸和彎曲強度下降。當POE 含量控制在10% ~15%時,復合材料的韌性、強度等達到最佳剛韌平衡。

      2 剛性粒子增韌聚丙烯

      彈性體加入PP 基體中會產(chǎn)生一些難以克服的問題,比如增大材料的沖擊強度、斷裂伸長率的同時,會損害復合材料的剛性和加工性能。無機剛性的加入能夠使基體在斷裂過程中發(fā)生剪切屈服,吸收大量的塑性變形,因而促進了PP 基體的脆韌轉(zhuǎn)變過程。這種方法往往在提高PP 的韌性同時提高了材料的強度和剛性等,同時成本大幅度下降。有研究表明,剛性粒子要達到良好的增韌增強效果,必須具備一些基本條件,比如粒子與基體間界面粘結(jié)性要良好,粒子分散均勻且粒徑恰當。

      張超等[10]分別用碳酸鈣、滑石粉填充改性超高抗沖聚丙烯SP179 的研究發(fā)現(xiàn),使用碳酸鈣填充改性中流動的SP179 時,其剛性粒子增韌效果明顯,彎曲模量和復合變形溫度都有不同程度提高,同時缺口沖擊強度保持較高水平(大于50kJ/m2)。研究還發(fā)現(xiàn),使用滑石粉填充改性時,能明顯提高材料的剛性和耐蠕變性,彎曲模量得到提高。

      隨著改性技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一些新的發(fā)展方向。單純使用某一方面的單一技術(shù)存在較大的局限性,往往在提高某項性能如沖擊韌性的同時,其他性能如剛性卻大幅度下降。因此,多種改性技術(shù)的復合化是PP 改性的發(fā)展趨勢。彈性體和剛性粒子復合增韌增強PP 是近年來研究開發(fā)的新穎的增韌技術(shù),這種技術(shù)既發(fā)揮剛性粒子增強基體作用又能有效提高復合材料的韌性,顯示出獨特的優(yōu)越性。

      周文斌等[11]在研究納米蒙脫土/CPE/PP(T30S)復合材料中發(fā)現(xiàn),添加CPE 可以顯著提高復合材料的室溫和低溫沖擊強度,同時添加少量的蒙脫土可彌補因CPE 加入造成材料的拉伸強度和彎曲強度的下降。當CPE 質(zhì)量分數(shù)為20%和納米蒙脫土質(zhì)量分數(shù)2%時,復合材料的綜合力學性能較好,沖擊強度達到15.2kJ/m2,彎曲模量達到1.5GPa。

      李彩林等[12]研究了POE、填料表面處理方式及其用量對PP/POE/滑石粉三元復合材料性能影響,結(jié)果表明:POE 可以明顯改善PP 材料的沖擊韌性,同時提高其加工流動性;經(jīng)過硅烷、鈦酸酯兩種偶聯(lián)劑復配處理的滑石粉填充PP 復合材料的綜合性能優(yōu)于單一偶聯(lián)劑處理的填充體系;當15% ~20%的POE、15% ~25%的滑石粉及適量其它助劑制得的高抗沖PP 復合材料的力學性能和加工性能最好,其中缺口沖擊強度達到550J/m。

      3 成核劑增韌聚丙烯

      聚丙烯的晶體形態(tài)有α、β、γ、δ 和擬六方態(tài)5種,其中α 和β 型是最常見的晶型,前者為單斜晶系,是大部分PP 主要含有的晶型,而后者屬于六方晶系。聚丙烯材料這兩種晶型區(qū)別在于,α 型球晶尺寸大于β 型球晶,由于存在這種晶相結(jié)構(gòu)的區(qū)別,使得結(jié)晶為β 型的PP 沖擊強度高、熱變形溫度高,因此應用β 成核劑改性具有獨特的增韌改性效果。在特定環(huán)境中,α 和β 晶型可以相互轉(zhuǎn)變。

      李麗等[13]利用α、β 晶型成核劑對高抗沖共聚PP 改性中發(fā)現(xiàn),β 型成核劑在共聚SP179 聚丙烯中能誘導α 晶型向β 晶型轉(zhuǎn)變,從而改性PP 的韌性,且顯著提高負荷變形溫度。使用α 晶型成核劑可以提高共聚PP 的剛性,并可保持產(chǎn)品原有高沖擊強度的優(yōu)勢(懸臂梁缺口沖擊強度約40kJ/m2左右)。

      孔德臣等[14]在提高抗沖聚丙烯(PP,CX9630)的剛性研究發(fā)現(xiàn),成核劑可以大幅度提高PP 的彎曲模量,而保持簡支梁缺口沖擊強度略微下降。當成核劑添加量為2%質(zhì)量分數(shù)時,抗沖PP 剛韌平衡達到最佳。

      呂雅等[15]在研究稀土β 成核劑對PP-R/POE共混體系力學性能影響中發(fā)現(xiàn),彈性體POE 和稀土型高效β 成核劑均能明顯改善PP-R 的常溫沖擊強度,彈性體POE 在體系中增韌效果明顯體現(xiàn),POE有效降低了體系的脆韌轉(zhuǎn)變溫度,而β 成核劑對該溫度影響不明顯。實驗還發(fā)現(xiàn),POE 和稀土成核劑具有協(xié)同增韌PP 的作用,增韌效果更明顯。作者認為,在β 成核劑改性的復合體系中存在β 晶型向α 晶型轉(zhuǎn)化的過程,而沖擊過程彈性體POE 能有效抑制這一轉(zhuǎn)化過程,進而使得體系韌性增韌,脆韌轉(zhuǎn)變溫度進一步降低。

      柴振中等[16]也研究過稀土β 成核劑改性對高抗沖聚丙烯的影響,研究發(fā)現(xiàn),稀土β 成核劑可誘導高抗沖PP 的β 晶生成,β 晶相對含量>90%。當β 成核劑質(zhì)量含量為0.15%時,聚丙烯的沖擊達到最大,當彈性模量和屈服強度略有下降。作者還對體系進行非等溫結(jié)晶動力學研究,發(fā)現(xiàn)在β 成核劑存在下,降溫速率和成核劑對體系的晶粒分布都有影響,在慢速降溫時,β 成核劑起主要作用,晶粒分布變窄;在較快速降溫時,降溫速率起主要作用,晶粒分布變寬。

      4 結(jié)語

      近年來,PP 的共混增強增韌改性已經(jīng)成為使其工程化、功能化、精細化的重要手段。隨著改性技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一些新的發(fā)展方向。單純使用某一項技術(shù)往往存在較大的局限性,比如抗沖聚丙烯改性上提高韌性的同時,損失了其剛性。納米技術(shù)的不斷發(fā)展,也為制備高抗沖PP 提供了新的思路。在改性方法方面,隨著反應擠出技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,共混增韌技術(shù)大大拓寬了PP的應用范圍。此外,通過成核劑改性,改善PP 成型過程的結(jié)晶速度及細化晶粒,以提高制品的沖擊性能等,也將是實現(xiàn)PP 高抗沖高性能化較常用的方法之一。

      [1]駱紅梅,王志,劉伯泉. 高抗沖聚丙烯合金的研制[J]. 廣州化工,2000,27(1):33 -36.

      [2]馬德柱,李希強,洪昆侖,等. 高抗沖聚丙烯序列結(jié)構(gòu)的綜合表征[J]. 高等學?;瘜W學報,1994,15(1):140 -144.

      [3]張超,唐巖,陳智能,等. 超高抗沖聚丙烯SP179 的填充改性研究[J]. 現(xiàn)代塑料加工應用,2006,18(4):11 -14.

      [4]錢欣,程蓉. 高抗沖聚丙烯材料的制備[J]. 工程塑料與應用,2002,30(11):11 -13.

      [5]楊芳,劉鈺馨,莫羨忠,等. 彈性體增韌聚丙烯研究進展[J]. 塑料科技,2015,43(4):106 -110.

      [6]劉鈺馨,莫羨忠,龐錦英. 丁苯熱塑性彈性體對聚丙烯性能的影響[J]. 塑料科技,2015,43(2):47 -50.

      [7]馮予星,劉力,張立群,等. PP/POE 共混合金研究[J]. 工程塑料應用,1999,27(12):6 -9.

      [8]敖玉輝,周夢思,馮芳. 不同彈性體增韌聚丙烯的研究[J]. 化工新型材料,2014,42(3):189 -191.

      [9] Wahit MU,Hassan A,Othman N. Maleic anhydride polyethylene octene elastomer toughened polyamide 6/polypropylene nanocomposites:Mechanical and morphological properties[J]. Macromolecular Symposia,2006,239:182 -191.

      [10]張超,唐巖,陳智能,等. 超高抗沖聚丙烯SP179 的填充改性研究[J]. 現(xiàn)代塑料加工應用,2006,18(4):11 -14.

      [11]周文斌,邱琪浩,方義紅. 納米蒙脫土-CPE-PP復合材料制備和性能研究[J]. 化工生產(chǎn)與技術(shù),2012,19(4):7 -10.

      [12]李彩林,郭少云,陳躍. 高抗沖聚丙烯復合材料的研究[J]. 工程塑料應用,2006,34(4):15 -19.

      [13]李麗,李延亮,許平,等. α、β 晶型成核劑在高抗沖共聚PP 中的應用[J]. 合成樹脂及塑料,2007,24(5):39 -42.

      [14]孔德臣,王輝,馬國玉,等. 提高高流動性抗沖聚丙烯剛性的研究[J]. 合成樹脂及塑料,2013,30(6):40 -43.

      [15]呂雅,郭紹輝,鄭斐,等,稀土β 成核劑對PPR/POE 共混體系力學性能的影響[J]. 中國塑料,2011,25(11):43 -49.

      [16]柴振中,郭紹輝,馮嘉春,等. 稀土β 成核劑對高抗沖聚丙烯性能的影響[J]. 石油化工,2007,36(7):680 -685.

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