聚丙烯物理改性研究進(jìn)展

文章編號:1005-360(2007)040080-04聚丙烯物理改性研究進(jìn)展Progress in the Research of Physical Modification ofPolypropylene曾舟華,李付亞2,傅和青2 Zeng Zhouhua, Li Fuya, Fu Heqing1.黃岡師范學(xué)院化學(xué)系,湖北黃岡4380002華南理工大學(xué)化工與能源學(xué)院,廣東廣州5106401. Department of Chemistry, Huangang Normal College, Huanggang 438000, china2. Chemical and Energy Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China介紹了聚丙烯的物理改性及其研究進(jìn)展,并指出PP填充改性、等高子體改性、助劑改性、共混改性強改性是未來(lái)發(fā)展的方向Abstract: Physical modification is a good method for PP to be modified, the present situation of PPtrend of PP modification are of using filler, plasma, additive, blend and reinforcement, etc, ntphysical modification and its importance are summarized, it pointed out that the develop聚丙烯;物理改性;進(jìn)展中圖分類(lèi)號:TQ32567文獻標識碼:BKey words: Poplypropylene; Physical modification; ProgressPP是當今最具發(fā)展前途的熱塑性高分子材2.1PP填充改性技術(shù)料之一,與其他通用熱塑性塑料相比,其屈服強度、拉伸強度、表面強度等力學(xué)性能均較優(yōu)異PP填充改性技術(shù)越來(lái)越受到關(guān)注?；厶钅蛻﹂_(kāi)裂性和耐磨性突出,化學(xué)穩定性好,成充PP分為兩類(lèi),一類(lèi)是填充量為30%40%,對型加工容易,絕緣性和介電率良好,應用范圍廣PP改性以后可提高熱變形溫度和柔曲模量;另一泛。此外,PP原料來(lái)源豐富,價(jià)格低廉,并且隨類(lèi)是填充量為10%~20%,可提高PP的表面光潔著(zhù)新型高效催化劑的出現,生產(chǎn)工藝不斷簡(jiǎn)化度。采用活化滑石粉填充改性PP后提高了材料成型加工容易、可用注塑、擠出和中空成型等的剛性,克服了波輪的翹曲變形,同時(shí)加入了增多種方法高效率地成型各種制品,廣泛應用于化:韌劑及滑石粉,使P球晶變小,尺寸穩定性好。工、電器、汽車(chē)、建筑、包裝等行業(yè),并正向其Hattotuwa G.B等發(fā)現滑石粉改性PP,可提高其他熱塑性塑料、工程塑料及金屬等材料的應用領(lǐng)楊氏模量、彈性模量和沖擊性能,增加牢固性、域擴展減小收縮性。 M.Alonso等研究發(fā)現滑石粉對PP但是,由于P是非極性結品型聚合物,表面改性以后,由于滑石粉填料力學(xué)特性和平面結構活性低,因此,難以進(jìn)行染色、表面印刷、涂裝:對PP的晶形排列有很大影響,稍微增加一點(diǎn)滑石和用膠黏劑黏接,也難以與其他聚合物或填料共粉的量,就會(huì )改變PP的晶形狀態(tài),PP的晶形改混,此外,PP的熔點(diǎn)較低、熱變形溫度低、耐蠕氵變是引起宏觀(guān)效應的主要原因。在滑石粉中加入變性差、尺寸穩定性不好及低溫脆性大等缺點(diǎn)限氵3%~5%的加工助劑,注射壓力降低30%,成型溫制了其進(jìn)一步推廣應用。為此,必須對PP進(jìn)行改度降低20~30℃性。改性方法較多,主要包括化學(xué)改性法和物理碳酸鈣填充改性PP以后,剛性、黏度及耐熱改性法。本文主要綜述了PP的物理改性進(jìn)展。性得到提高,模塑產(chǎn)品韌性、模量得到提高熱變形溫度降低。 Zoltan Demjen等研究表明2PP物理改性碳中國煤化工淂到滿(mǎn)意效果,量CNMHG度等隨著(zhù)碳酸鈣收稿日霜:20061294作者簡(jiǎn)介:曾舟華1960-),男,士,副教授,主要從事精細化工和節能等領(lǐng)域的研究通訊聯(lián)系人:傅和青電話(huà)020-87110949,Email:fuha@scut.edu.cn量的增加而降低;低于10%時(shí),不能明顯地提高PP纖維不含極性基團,與親水基團結合困PP的力學(xué)性能,一般來(lái)說(shuō),碳酸鈣的填充量在:難,為了提高表面的浸潤和黏附性,通常需要進(jìn)0%~40%時(shí)比較好。 BorlandⅤS"使用含有CaCO3:行表面活性處理,等離子體表面改性效果較好,填料改性PP,通過(guò)調整填料的含量可以對制品的有關(guān)等離子表面改性研究也較多。金郡潮等在性能加以控制,從而得到滿(mǎn)足性能要求的產(chǎn)品。固定條件下,改變氣氛(氧氣或氮氣)對P纖維B M Sole and A Bal等研究不同填料對PP改:薄膜進(jìn)行等離子體改性,發(fā)現空氣或氮氣等離子性的影響,發(fā)現滑石粉、BaSO、CaCO和草木灰體處理都能引入極性基團,形成新的表面結構,對PP的張力影響不一樣,總的趨勢是隨著(zhù)填充材提高了聚合物表面活性,吸濕性、酸性和活性染料的增加,PP的張力逐漸減小。隨著(zhù)填料質(zhì)量比料在PP纖維上的染色性以及纖維的著(zhù)色性均得到和磨損粒子的大小增加,PP的磨損率也增加,在提高。另外,也能提高PP纖維的親水性,減小溫和磨損阻力下,滑石粉效果最好,各向異性的:其接觸角。氬是一種惰性氣體,在氬等離子體處滑石粉填料提高了PP的力學(xué)強度。理PP后,由于氬等離子體釋放UV光子有足夠的李蘭等利用硅灰石/EPDM對PP進(jìn)行填充改能量,可打開(kāi)C-C鍵和C—H鍵,從而形成自由性,通過(guò)掃描電鏡和沖擊試驗等研究了該復合組基,自由基能夠重新組合,產(chǎn)生不飽和物或交聯(lián)分變化和形態(tài)結構對其力學(xué)性能、特別是沖擊韌物,或改變PP的化學(xué)結構使等離子體能更快進(jìn)入性的影響,硅灰石EPDM復合體系由于硅灰石的P的表面,增加了PP的表面反應活性,使PP表加入導致了橡膠相粒子細化,平均粒徑變小,并:面具有更好的黏附性,適合于多種需要。另外形成部分橡膠包覆硅灰石的結構,改善了復合的氮、氧等離子體處理的PP能使P表面具有活性基材料力學(xué)性能,特別是沖擊強度團,易于接枝改性,也能提高其黏附性。采用李思良等用杉木粉填充改性PP,在填充改氮、氧、氬等離子體處理PP纖維表面也能提高PP性拉伸強度略有下降而其沖擊強度與彎曲強度有氵纖維的表面張力,氬的處理效果較好,氮和氧的一定程度提高的情況下,可有效地提高PP的斷裂處理效果較差1。伸長(cháng)率;張國立等。研究木粉改性PP時(shí)發(fā)現,長(cháng)等離子體表面改性法是一種新型改性方法徑比大的木粉除起到填充作用外,還可提高PP:其效果好,它的活性分子對PP改性已獲得滿(mǎn)意的的力學(xué)性能、拉伸強度和彎曲強度;木粉的加熱結果,P在等離子體作用下,形成大量自由基,除濕除氣預處理有利于改善材料的加工性能及提從而提高了它的活性。該方法應用于PP纖維改高材料力學(xué)性能;合理的分散活性劑有利于共混性,提高了改性材料的活性和染色性物的擠出和加工,而對力學(xué)性能無(wú)影響;研究發(fā)現,高分數的木粉填充P再生料需要設備具有較23助劑改性高的功率,同時(shí)對模具有特殊要求。江濤等研究發(fā)現:絹英粉填充改性PP時(shí),1助劑改性PP使其具有多種新性能。B晶型500目的增韌效果較好,微波輻照處理可提高P:PP有獨特的增韌效果,因而得到廣泛應用∽。竇基體與絹英粉間的界面黏接,絹英粉可顯著(zhù)提高:強等采用0.25%β晶型成核劑改性PP纖維,加PP的耐紫外老化性能入成核劑改性后,生成改性的β晶型PP纖維,降炭黑是由大量微晶組成,微晶處于中心,呈低了PP的分子量及其分布,提高了PP纖維的可球形或團狀球形,并且或多或少形成向空間延伸紡性,其沖擊性能大幅度提高。采用過(guò)氧化物降的鏈。 M Mucha等認為當PP采用10%-20%的炭溫母粒改性PP纖維町,添加B晶型成核劑母粒和黑改性時(shí)就會(huì )導電。當炭黑的量不超過(guò)20%時(shí),不相容樹(shù)脂共混紡絲,得到多孔結構的改性PP纖可使PP力學(xué)性能增強。炭黑填料使PP的結晶速率維,提高了纖維吸附過(guò)濾性能,纖維的強度和伸發(fā)生快速變化,導致熱力學(xué)特性如熔融溫度、超長(cháng)率降低,有利于濾棒成型。采用吸附劑水溶液分子晶形結構發(fā)生變化從而引起力學(xué)性能和導電噴淋改性PP絲束,能有效降低煙氣中醛類(lèi)和焦油性能發(fā)生變化。類(lèi)有害物含量,辛辣口感降低。硅灰石為針狀結構,具有一定的活性,在填抗靜電劑在纖維方面已得到應用。美國充PP中起異相成核作用,使PP在較高溫度下成 Witco公司生產(chǎn)的 Markstart-AL-26的季銨鹽類(lèi)抗核,結晶過(guò)程縮短,結晶速率加快,晶粒變小靜電劑,具有良好的抗靜電性能。 Hoechst公分布變窄,結晶度增加。而且硅灰石有成核活性司開(kāi)發(fā)的一種粒狀抗脂肪族陰離子磺酸鹽類(lèi)靜位置。硅灰石填充PP大大提高了材料模量,缺口電劑,用于改性能改善PP纖維的流動(dòng)性、色料沖擊性得到改善,但強度有下降的趨勢叫。分散性突性,D6er2公司生產(chǎn)的中國煤化工多種樹(shù)脂,改性22等離子體表面改性后的YHCNMHG。郭群等研究了復自俘到共混紡絲,其熔體流變性好,紡絲體積電阻率高,加入的添加:粒對PP纖維改性,得到具有芳香氣味的PP超細纖劑促進(jìn)了硬脂酸甘油酯向纖維表面遷移,從而使維。 Gupto V E等將紡前著(zhù)色的抗菌細旦丙綸PP纖維的抗靜電性得到提高。董秀潔2等將抗靜經(jīng)紗和100%真絲緯紗交織,制成了改性PP纖維電劑和阻燃劑添加到PP纖維中,其抗靜電性和阻:具有可使織物在強季風(fēng)地區滿(mǎn)足防腐、防霉的要燃性均得到提高。求,還可賦予織物強度和可洗性,而不損失織物將抗菌劑與PP共混紡絲124,制得PP纖維的懸垂性,其光澤性、柔軟性以及手感性都好能改善其耐久抗菌性?？咕鷦?Microban改性PP纖苗盛等以遠紅外PP廢料為原料,制成再生遠紅維,能改善其耐洗滌性,利用陶瓷物質(zhì)的抗菌功外丙綸短纖維,其熔體流動(dòng)性能、拉伸性以及紡改性PP纖維,得到的改性PP纖維有很好的抗菌絲耐高溫性能均得到提高。賀燕等將聚乙烯與性能。在切片中加入有遠紅外輻射特征的陶瓷PP共混能改變卷繞絲中PP纖維結構,使PP纖維的微粒改性PP纖維,制得的遠紅外纖維具有保健功:卷絲斷裂伸長(cháng)率和拉伸性能均得到改善效,而加入高密度的陶瓷微粒,還可改善織物的共混改性法綜合了聚合物多種材料的優(yōu)點(diǎn)懸垂性能。將混有高濃度微細銅粉的PP和具有氵是一種較好的途徑。通過(guò)共混,人們已獲得了許高濃度羥基的聚合物與聚酯混合,制成皮芯結構氵多性能突出的改性聚合物材料,由于大分子有不的改性PP纖維,具有消臭和抗菌性能,而含羥基:同于小分子的特殊分子結構,使得共混體系具有的PP纖維除消臭外,還可兼作熱熔性黏合劑,制特殊的相態(tài)結構,從而帶來(lái)共混高聚物很多特殊成抗菌性無(wú)紡布。用銅粉作抗菌劑改性PP纖維制性能。此方法大大拓寬了PP纖維的應用領(lǐng)域。備線(xiàn)密度較大的漁網(wǎng)紗,能防止海藻的黏附酸性可染PP纖維是堿性添加劑與PP共混紡絲25增強改性而成。馬敬紅等采用一種堿性聚酚胺改性PP纖維,經(jīng)共混紡絲制成酸性可染PP纖維,其染色用無(wú)堿玻璃纖維對PP進(jìn)行的增強改性。性能好,且色澤鮮艷,其吸濕性及抗靜電性能有氧化硅含量多,則化學(xué)穩定性高;堿金屬氧化物所改善,能夠滿(mǎn)足良好的紡絲性能需要。關(guān)宇光多,則化學(xué)穩定性降低,在玻璃纖維中,增加朗等采用驅蚊劑、抗氧劑以及分子量調節劑制成:SiO2或Al2O含量,或加入ZrO2或TO2都可以提高的驅蚊母粒,然后將其對PP纖維改性得到驅蚊PP其耐酸性。在玻璃纖維的中增加SiO2含量,或加纖維,該纖維對人體安全,無(wú)副作用。另外,阻CaO,ZrO2,TiO2及ZnO,則可提高其耐堿性。燃劑改性的PP纖維具有阻燃性能。在玻璃纖維中加入Al2O3、ZrO2,TiO2等氧化物,助劑改性PP纖維,提高了PP的活性,同時(shí)使則可以大大提高其耐水性能。PP纖維具有許多新的性能,改性后的產(chǎn)品不僅具有優(yōu)良的可染性,還具有抗菌性、驅蚊性、可紡性和環(huán)保性等。3結束語(yǔ)24共混改性目前,盡管我國對PP物理改性進(jìn)行率一定的研究,但與國外相比還存在一定差距,因加強PP聚合物共混改性改性PP纖維的方法很多物理改性的研究,以提高PP產(chǎn)品質(zhì)量、擴大PP的3。湯俊宏等[3通過(guò)加入第二組分與等規P樹(shù)應用領(lǐng)域是必要的。PP填充改性技術(shù)、等離子體脂共混紡絲,制得改性PP纖維,分散染料和陽(yáng)離表面改性、助劑改性、共混改性、增強改性這些子染料可染性良好,染色均勻,色牢度好,能滿(mǎn)氵新型物理改性方法將是未來(lái)PP改性的發(fā)展趨勢。足紡織加工和服裝面料的要求。畢海峰國采用無(wú)機粒子EM共混改性PP纖維,該纖維具有電磁屏蔽效果。鐘啟清等采用抗靜電劑PSUE共混改性參考文獻PP纖維,改善了PP纖維熔體流動(dòng)性能,使共混體系具有良好的可紡性。王艷忠等圓采用熔融紡絲[1]Hattotuwa G, Premalal, H. Comparison of the MechanicalProperities of Rice Husk Powder Filled Polypropylene法加入熒光粉,對PP纖維進(jìn)行改性,制得的PP纖Composites with Talc Filled Polypropylene Composites[J]維具有持久的熒光特性和熒光防偽性。馮麗采Polymer Testing, 2002, 21(8): 833-839用添加陶瓷粉改性PP纖維,得到遠紅外纖維,該[2]Alonso M, Gonzalez A Morphology and Tensile PropertiesCompression-moulded Talc-filled Polypropyle纖維具有蓄熱保溫性能和保健功效。 Alishvcal等Plastic, Rubber and Composites[J]. Processing and用MAH接枝聚丙稀與PP共混,改善了P的流動(dòng)cations.1995.24t131-137性,降低了該共混物的熔體黏度及出口脹大比中國煤化工 eraction in03 Composites[C]楊慶等將一定比例的復配香料與載體分散劑以CN MHG3-329及特殊添加劑混合均勻,采用共混方法加入香母416 oran v S. rolyenne taining in Apparel Fashion[J].Am's[24]張瑜,江建明,張玉梅PP纖維的抗菌改性[J]合成技術(shù)及應[5] Sole B, Ball A On the Abrasive Wear Behavior of Mineral用,1995,10(2)21-2Filled Polypropylene[J]. Elsevier Science, 1996, 29(6)[25] Horrocks A R. Polypropylene in Geotexitilesstrenths andeaknesses J]. Nonwovens Report International, 19976李蘭,朱曉光,王德喜PP/硅灰石/EPDM體系形態(tài)結構對沖擊韌性的影響J工程塑料應用,1995,23(5)31-356] Tomka J. 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