

POE的性能及在聚烯烴樹(shù)脂改性中的應用
- 期刊名字:特種橡膠制品
- 文件大?。?/li>
- 論文作者:周琦,王勇,邱桂學(xué)
- 作者單位:青島科技大學(xué)
- 更新時(shí)間:2020-03-23
- 下載次數:次
第28卷第4期特種橡膠制品Vol. 28 No. 42007年8月Special Purpose Rubber ProductsAugust 2007POE的性能及在聚烯烴樹(shù)脂改性中的應用周琦,王勇,邱桂學(xué)(青島科技大學(xué)橡塑材料與工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗室,山東青島266042)摘要:介紹了 茂金屬聚烯烴彈性體POE的性能特點(diǎn),與傳統三元乙丙橡膠相比,POE具有優(yōu)異的力學(xué)性能和良好的加工流變性。POE作為一種新型材料,是聚烯烴樹(shù)脂有效的抗沖擊改性劑,本文綜述了POE在聚乙烯和聚丙烯樹(shù)脂改性中的應用進(jìn)展。關(guān)鍵詞:聚烯烴彈性體;三元乙丙橡膠;改性劑;聚乙烯;聚丙烯中圖分類(lèi)號:TQ334.2文獻標識碼:B文章編號:1005 - 4030(2007)04 - 0026- 04POE是乙烯和辛烯在茂金屬催化劑作用下原子少,具有更優(yōu)異的熱穩定性和耐候性。聚合而成的聚烯烴熱塑性彈性體,由美國DOW(2)商品化POE呈顆粒狀,可以直接加入到化學(xué)公司采用限定幾何構型催化劑技術(shù)(CGCT聚丙烯(PP)等粒狀聚合物中,混合更快速、更均技術(shù))開(kāi)發(fā)成功口。這種技術(shù)生產(chǎn)的POE分子鏈勻。飽和、結構可人為控制、具有窄相對分子質(zhì)量分布(3)較強的剪切敏感性、熔體強度和窄的相和窄共聚單體分布,因此POE具有優(yōu)異的耐老對分子質(zhì)量分布,使材料邊緣在加工中不易卷曲,化.耐紫外光性、良好的力學(xué)性能和加工流變性且彌補了擠出片材時(shí)材料易下垂和難以吹膜的缺能,與聚烯烴親和性好、低溫韌性突出、性能價(jià)格陷。比高等優(yōu)點(diǎn),使其在聚烯烴的增韌改性,醫用包裝(4)可用過(guò)氧化物、硅烷和輻射方法交聯(lián),交材料、汽車(chē)配件、電線(xiàn)電纜方面得到了廣泛的應聯(lián)POE的熱老化及紫外光氣候老化性能優(yōu)于三用。元乙丙橡膠(EPDM)和二元乙丙橡膠(EPR)。(5)未交聯(lián)POE的密度比乙烯一醋酸乙烯共1POE的性能特點(diǎn)聚物(EVA)和苯乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物POE采用溶液法聚合工藝生產(chǎn),單體辛烯含(SBS)低10%~ 20%,材料透明度高。量在20%~30%之間,密度較低,基本結構如下(6)加工性與力學(xué)性能平衡性?xún)?yōu)。-般彈性所示:體的門(mén)尼粘度低,加工性好,而力學(xué)性能差。常用∈∈CH2- CH2X∈CH2- CH分玉彈性體門(mén)尼粘度在20~90之間,而POE的門(mén)尼(CH2)s粘度在5~35之間,但力學(xué)性能卻能和高門(mén)尼粘度熱塑性丁苯橡膠媲美。CH3其中聚乙烯鏈結晶區起物理交聯(lián)點(diǎn)承受載荷作為增韌材料,POE具有添加量少、增韌效的作用,一定量辛烯的引入降低了聚乙烯鏈的結果明顯、對基礎樹(shù)脂性能影響小等特點(diǎn)。這種新晶度,形成了呈現橡膠彈性的無(wú)定型區。聚合物.型高分子聚合物的出現引起了全球橡塑界的廣泛的微觀(guān)結構決定其宏觀(guān)性能,分子結構的特殊性關(guān)注,也為聚合物的改性和加工應用帶來(lái)一個(gè)全使POE具有優(yōu)異的綜合性能,與其他傳統彈性體新的理念[5]。相比,POE具有以下主要特點(diǎn)[2~4]:2POE與傳統EPDM的比較(1)分子鏈結構中沒(méi)有不飽和鍵,所含叔碳EPDM分子主鏈為飽和結構,分子鏈柔順彈性好,可以改進(jìn)聚丙烯(PP)的缺口沖擊韌性,但收稿日期:2006-10-27.作者簡(jiǎn)介:周琦(1982-).女 ,在讀碩士研究生,主要研究茂金屬在耐候性、熱穩定性、加工性等方面存在一些缺聚烯烴彈理體的改性及應用。陷。而POE改性PP不僅可以克服EPDM增韌2007年周琦等POE的性能及在聚烯烴樹(shù)脂改性中的應用27PP的不足,還賦予PP更高的韌性、高透明性等3POE在聚烯烴樹(shù)脂改性中的應用特點(diǎn)。張金柱[2]研究指出,在相同的混煉和注塑條件下,無(wú)論PP的熔融流動(dòng)速率(MFR)如何變.POE作為一種新型的增韌改性劑,最大應用化,其低溫(-30"C)沖擊能均是POE>EPDM>在塑料制品上。由于POE的內聚能較小,其表觀(guān)EPR,特別是當使用高M(jìn)FR(≥20)的PP時(shí),EP-切變粘度對溫度的敏感性接近聚烯烴樹(shù)脂,與聚.DM和EPR改性的PP均已變脆,而POE改性的烯烴樹(shù)脂共混更容易得到較小的彈性體粒徑和較PP仍保持相當的韌性。這樣在生產(chǎn)上可使用高窄的粒徑分布,增韌改性效果較為顯著(zhù)。在汽車(chē)流動(dòng)性PP,既避免了以前使用高M(jìn)FR增韌劑時(shí)保險杠、擋板、模壓件、管件、織物涂層等制件.上得大幅降低體系沖擊強度的不足,又能縮短成型周到了應用,可與EPR、軟聚氯乙烯、EVA.苯乙烯.期節省能耗。嵌段共聚物競爭11]。POE用作PP的抗沖擊改性劑,具有明顯的3.1 PE/POE 體系優(yōu)勢,其主要原因有以下幾點(diǎn):首先,由于POE的近年來(lái),木塑復合材料因其成本低、質(zhì)量輕、側乙基長(cháng)于EPDM的側甲基.在分子鏈間起到一機械性能好等優(yōu)點(diǎn)受到普遍關(guān)注。但熱塑性塑料種聯(lián)結、緩沖作用,減少銀紋因受力發(fā)展成裂紋,在填充木粉后變脆,限制了木塑復合材料的應用其增韌效果優(yōu)于EPDM[6]。其次,長(cháng)鏈支化結構和推廣。李蘭杰[121 等采用廢木粉填充高密度聚改進(jìn)了POE的加工流變性能,使POE具有較強.乙烯(HDPE)制備木塑復合材料,用茂金屬聚乙的剪切敏感性和低的熔體彈性,所以在高溫剪切烯(mPESP1520)和POE分別對復合材料進(jìn)行改作用下POE分散相比EPDM分散相更容易被拉性。在兩者用量小于12%時(shí)增韌效果相差不大,長(cháng)、破裂,從而在PP母體中分散得更好,抗沖擊但用量大于12%時(shí),用POE增韌的復合材料的性提高較大578]。再次,采用一般橡膠或彈性體沖擊強度和斷裂伸長(cháng)率增加迅速,而用mPE.改性PP,在提高沖擊強度的同時(shí),會(huì )使產(chǎn)品的屈.SP1520增加幅度比較平緩。M.J. O. C. Guima-服強度降低,而使用POE時(shí)材料仍保持較高的屈raes[13]研究了HDPE與POE共混物的力學(xué)性能服強度。和熱性能。熱分析結果表明HDPE和POE具有POE分子鏈中無(wú)不飽和鍵,與EPDM相比良好的相容性,共混材料的拉伸強度和斷裂伸長(cháng)具有更卓越的耐老化、耐臭氧、熱穩定性。如溫度率提高,當POE含量在10%左右時(shí),材料在室溫為150'C時(shí),POE的拉斷伸長(cháng)率保持率為98%,下具有較高的強度和沖擊韌性。而EPDM僅為71%,POE更適合于戶(hù)外使用凹。POE改性聚乙烯(PE)制備的發(fā)泡材料具有對于某些耐熱等級、永久變形要求不嚴的產(chǎn)品直良好的彈性和強度,可用于制作粘合膠帶。將30接用POE即可加工成制品,可大大提高生產(chǎn)效份含離子結構的PE和6.5份偶氮二甲酰胺加入率,材料還可以重復使用。到100份質(zhì)量比為3:7的POE和乙烯一辛烯POE交聯(lián)工藝簡(jiǎn)單,可以邊成型邊實(shí)施交(含量小于20%)聚合物Affinity PL 1845組成的聯(lián)。通過(guò)交聯(lián),POE的拉伸強度、耐熱性能和耐混合物中,擠成片材后輻射交聯(lián),在250'C下發(fā)化學(xué)品性能得以提高,同時(shí)也可提高其耐蠕變性泡,所得lmm厚的泡沫片材具有良好的韌性,其能、耐磨性能、耐環(huán)境應力開(kāi)裂性能和粘接性能。橫、縱方向的彎曲強度可分別達到30.2MPa和在欲交聯(lián)的POE中還可以添加較多的填料,如增24.3MPa[14]。強材料、導電劑和阻燃劑,以改善某些特殊性POE未經(jīng)接枝改性,樹(shù)脂相與無(wú)機粒子形成能[]。目前POE交聯(lián)技術(shù)在工業(yè)上主要用于生相互分離的結構。而POE經(jīng)過(guò)馬來(lái)酸酐(MAH)產(chǎn)管材,尤其是熱收縮管,美國的Raychem公司、接枝改性后與填料粒子的相容性提高,在熔融加日本的日東電木等公司在這方面處于領(lǐng)先地位,工中形成樹(shù)脂包覆無(wú)機粒子的結構,能充分發(fā)揮而經(jīng)過(guò)氧化物引發(fā)交聯(lián)的一般用來(lái)制作電纜料。無(wú)機粒子對樹(shù)脂的增強或增韌作用[15]。由于單用POE制作電線(xiàn)電纜護套,可賦予制品更為優(yōu)異純對POE接枝MAH成本高,而且POE的軟化的耐氣候老化性、電絕緣性,產(chǎn)品應用范圍更為廣點(diǎn)低,所以在設備上必須增加水環(huán)切粒,這樣不僅闊(10]。接枝物的接枝率高,熔體流動(dòng)速率大,而且產(chǎn)品為28特種橡膠制品第28卷第4期白色透明顆粒,質(zhì)感好,無(wú)異味,改善了單純POE強度和環(huán)剛度下降較多,而30%、40%滑石粉的接枝加工上的困難,降低了成本[16]。加入能使管材環(huán)剛度分別增加45%和54%,符合3.2 PP/POE 體系工業(yè)化要求。馮予星[17]研究發(fā)現PP/POE共混合金呈兩邱桂學(xué)[22]2等比較了CaCO3在PP和PP/相結構,POE在PP連續相中形成“海-島”結構。POE兩種體系中的作用。研究表明少量CaCO3隨著(zhù)不同門(mén)尼粘度POE的加入,POE在PP1947能顯著(zhù)提高PP的拉伸彈性模量,而對于PP/基體中的粒子大小不同,PP1947/POE8180中POE(60:40)體系CaCO3被POE包覆,使剛性.POE分散相粒徑最小,說(shuō)明POE8180與基體填料的有效體積分數減少,POE分散相體積增PP1947有較好的相容性。加入20份的大,降低了填料的增強作用,因此PP/POE模量POE8180就可使共混合金發(fā)生脆韌轉變,POE在增加幅度不大,但其斷裂伸長(cháng)率和拉伸斷裂能顯.PP中引發(fā)大量的銀紋,有效的提高PP的常溫、著(zhù)提高。低溫沖擊強度。劉喜軍[23]將硬脂酸偶聯(lián)劑在70°C左右分三趙楓[18]等發(fā)現PP/POE/PE體系的熔體流.次加入到硅灰石中進(jìn)行活化處理,加入量以填料動(dòng)速率、屈服強度、彎曲強度和彎曲彈性模量隨著(zhù)的1%計,采用雙螺桿擠出機制得性能符合要求POE的增加而下降,當固定POE質(zhì)量分數為.的PP/POE汽車(chē)專(zhuān)用料。檢測分析表明,當PP16% ,在均聚PP(PPH)/POE共混物中加入共聚? PPB: POE :硅灰石質(zhì)量比為45~48 : 26~PP(PPB),且PPH : PPB的質(zhì)量分數為1 : 1時(shí)29:19~22:4~6時(shí),共混料滿(mǎn)足汽車(chē)保險杠性.體系的沖擊強度提高了300%,這樣完全可以減能要求;當PP:PPB:POE:硅灰石質(zhì)量比為45少POE的含量降低成本。將POE質(zhì)量分數降為~50 : 27~29 : 3~6: 17~20時(shí),共混料滿(mǎn)足汽10%,并加入10%PE,共混體系的沖擊強度并不車(chē)門(mén)板性能要求。研究中還發(fā)現由于硅灰石長(cháng)徑隨著(zhù)增韌劑POE的減少而降低,體系的剛性也沒(méi)比大,部分起到了玻璃短纖維的作用,同時(shí)提高了有較大變化,因此PE的加入起到了一種輔助增體系的剛性和韌性。韌劑的作用,PP/POE/PE三元共混體系具有較李彩林[24]等研究發(fā)現用硅烷偶聯(lián)劑處理對好的協(xié)同效應。增加滑石粉填充PP/POE體系的剛性有利,相對郭紅革[19]采用半有效硫化體系(S/促CZ)制而言鈦酸酯偶聯(lián)劑對提高滑石粉填充體系的韌性得丁腈橡膠、丁苯橡膠、EPDM、POE的母煉膠,有利,為了充分發(fā)揮兩種偶聯(lián)劑的優(yōu)勢,在滑石粉并與PP在高溫輥上動(dòng)態(tài)硫化。測試發(fā)現POE/中先加入鈦酸酯偶聯(lián)劑再加入硅烷偶聯(lián)劑.經(jīng)高PP的力學(xué)性能最好,其拉伸、撕裂強度可分別達速捏合機混合均勻,這種方式處理的樣品拉伸強到9.82MPa和49.26N/mm,但體系流動(dòng)性較丁度、彎曲強度、彈性模量以及缺口沖擊強度均優(yōu)于腈橡膠/PP差些。單獨使用偶聯(lián)劑的,當PP/POE/改性滑石粉質(zhì)量比為80/20/25 時(shí),三元復合體系綜合性能最優(yōu)4通用塑料/POE 的增強改性異。POE對PE和PP有很好的增韌效果,但4.2其他增強材料POE的加入降低了體系的強度和剛度,若在二元納米無(wú)機粒子由于納米尺寸效應,巨大的比體系中加入有增強或增容作用的物質(zhì),形成多元表面積和強的界面作用,與樹(shù)脂復合后表現出增共混體系,則其綜合性能會(huì )得到進(jìn)一步的提韌與增強的同步效應,充分顯示了納米級填料改高[20]。如今對體系的增強方法很多,如無(wú)機剛性性的優(yōu)越性。江濤[25] 等研究PP/POE/納米SiO2粒子增強、玻璃纖維增強、晶須增強等。復合材料后得出結論:雖然納米SiO2粒子在PP4.1無(wú)機填料對體系的增強中的分散呈微粒團聚體分布,但與其本身的二次.王雄剛[21]采用滑石粉和自制改性POE.粒子粒徑相當且小于臨界粒徑,因此在受到?jīng)_擊(MPOE)對回收高密度聚乙烯(RHDPE)制得的時(shí)起到了吸收能量阻礙裂紋擴展的作用,從而提管材進(jìn)行改性。當MPOE用量為10%時(shí)體系的高了材料的韌性。沖擊強度顧方數據Pa上升到15.2MPa,但管材的顧圓春[26]等采用合金化技術(shù)和填充復合工2007年周琦等POE的性能及在聚烯烴樹(shù)脂改性中的應用29藝,制得強韌的PP/POE/納米高嶺土三元復合材人們的關(guān)注。因此筆者認為加強研究如何進(jìn)--步料。納米高嶺土和POE對PP增韌具有協(xié)同作提高POE與樹(shù)脂基體和填料之間的相容性,如加用,用掃描電子顯微鏡(SEM)觀(guān)察PP/POE強對POE接枝改性以及與POE形成共聚物的研(20%)/納米高嶺土(5%)的沖擊斷面,可以看到究,可以使POE得到更加廣泛的應用和發(fā)展。高嶺土粒子被基體所包覆,以層狀結構分散于共混物基體中,界面結合牢固,這種界面的牢固結合參考文獻:以及獨特的分散形態(tài)導致該體系具有較高的強度[1] Story B A. 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