聚丙烯/聚烯烴彈性體共混物的制備與性能研究

第27卷第4期膠體與聚合物VoL 27 No 42009年12月Chinese Journal of Colloid polymerDec.2009聚丙烯/聚烯烴彈性體共混物的制備與性能研究周火鵬楊莉閆禮成周勤朱傳龍邱亮湖北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院湖北武漢430062)摘要通過(guò)熔融共混法制備了一系列聚丙烯(P)聚烯烴彈性體(POE)共混物,采用熱重分析、示差掃描量熱分析和拉伸測試對所得樣品進(jìn)行了熱性能及力學(xué)性能的表征。結果表明,隨著(zhù)POE含量的增加,PP的抗拉強度和斷裂伸長(cháng)率均呈現先增加后減小的趨勢。而當POE的含量低于5%時(shí),樣品的熔融溫度明顯低于純PP的熔融溫度;而當其含量超過(guò)5%時(shí),樣品的熔融溫度與純樣基本一致。另外,POE的引亼導致PP的熱降解溫降低關(guān)鍵詞聚丙烯;聚烯烴彈性體;熔融共混PP是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹(shù)脂。示掃描量熱儀,美國TA公司;U3B1-500KB萬(wàn)有等規物、無(wú)規物和間規物三種構型,工業(yè)產(chǎn)品能材料試驗機;臺灣弘達儀器。以等規物為主要成分。聚丙烯也包括丙烯與少量1.2 PP/POE共混樣品的制備乙烯的共聚物在內。通常為半透明無(wú)色固體,無(wú)稱(chēng)取一定量的PP和POE,分別按照100%和臭無(wú)毒。由于結構規整而高度結晶化,故熔點(diǎn)高0,95%和5%,9%和10%,85%和15%混合均勻,達167℃,耐熱,制品可用于蒸汽消毒是其突出優(yōu)具體比例見(jiàn)表1。點(diǎn)。密度0.90g/cm3,是最輕的通用塑料。耐腐蝕表1PP/POE的質(zhì)量配比抗張強度30MPa,在強度、剛性和透明性上,都比樣品編號POE聚乙烯好改性。缺點(diǎn)是耐低溫沖擊性差,較易老化,但可分別通過(guò)改性和添加抗氧劑予以克服10POE是一種飽和乙烯-辛烯共聚物。它的特點(diǎn)是共聚物序列分布均勻,分子量分布很窄,結晶度較混合均勻后加入雙螺杄式擠出機料斗,加熱低,與聚烯烴相容性好;玻璃化溫度非常低,最低擠出后,經(jīng)過(guò)水槽冷卻后牽引至SQ型塑料切粒者接近40℃,斷裂伸長(cháng)率很大,適合作PP的增韌機切成顆粒,切粒機轉速一般設定在400R/min改性劑,改善PP的低溫沖擊韌性;沒(méi)有不飽和雙這個(gè)速度要和螺桿的轉速相匹配,速度過(guò)快使拉鍵,具有更高的熱穩定性、耐候性;辛烯的柔軟鏈出的絲過(guò)細,從而使得擠出料不容易切斷甚至斷卷曲結構和結晶的乙烯鏈作為物理交聯(lián)點(diǎn),使它條;速度過(guò)慢,使擠出料條過(guò)粗而不易冷卻造粒具有優(yōu)異的韌性和良好的加工性;較強的剪切敏亦可能影響實(shí)驗過(guò)程的連續性感性和熔體強度,可實(shí)現髙擠岀,提高產(chǎn)量。本文其中擠出機機頭部分溫度稍低約為200℃,通過(guò)在PP中加入POE來(lái)增加PP的韌性4。其余各部分溫度依次為210℃,215℃,215℃,1實(shí)驗200℃。熔融接枝母粒的制備中,溫度過(guò)高容易導致PP的大量降解等問(wèn)題,因此此時(shí)加工溫度要11實(shí)驗原料與儀器比較低,依次設定為:180℃,185℃,185℃,190℃,聚丙烯(PP),中國石油化工股份有限公司;乙180℃。并且螺桿的轉速略大,使其停留時(shí)間較烯/辛烯共聚物(POE),韓國LG公司。小。擠出機的螺桿轉速設定在90~100r/min,電流DFOB型分析天平,浙江省樂(lè )清市樂(lè )成電強度設定在13mA,給料螺桿速度為45R/min。經(jīng)器廠(chǎng);6405y900雙螺桿擠出機,南京杰恩特;25過(guò)切粒機切粒后的樣品放入烘箱內烘干,以除去型液壓平板硫化機,上?；C械四廠(chǎng):CP25型造粒過(guò)程中帶r中國煤化工子用平板沖片機,上?；C械四廠(chǎng);SDTQ900型熱重分析儀,美國 Thermal Analysis公司;DSCQ100差收稿日期:200YHCNMHG第4期周火鵬等:聚丙烯/聚烯烴彈性體共混物的制備與性能研究硫化機壓成板,再用壓樣機在樣板上壓出樣條來(lái)POE含量的增加,PP的韌性是不斷地降低的。做拉伸試驗1.3表征與測試1.3.1拉伸強度的測試利用U3B1-500K-B萬(wàn)能材料試驗機測定 PP/POE各種比例的拉伸強度和斷裂伸長(cháng)率。其中,樣條規格為長(cháng)度x寬度=3cm×lcm,測試條件:拉伸速率為50mm/min,室溫環(huán)境,相對濕度為60%~80%。1.3.2差熱掃描量熱法(DSC)采用DSCQ100測定 PP/POE各種比例的玻璃化轉變溫度(T)。POE Centent/%0樣品在氧化鋁坩堝中以10℃/min升溫至300℃,圖2 PP/POE共混物的斷裂伸長(cháng)率來(lái)回掃描兩遍,整個(gè)過(guò)程在N2保護中進(jìn)行。133熱重分析儀測試采用SDTQ600型熱重22PP/POE的熔點(diǎn)分析儀和 Nicolet-380型智能傅立葉變換紅外譜儀的聯(lián)用,測定 PP/POE各種比例的熱穩定性。在作測試前,先用剪刀把樣品剪碎,取20毫克放入陶瓷坩堝后再測試。樣品在陶瓷坩堝中以10℃/min的速率升溫至600℃,整個(gè)過(guò)程在N2保護中進(jìn)行。2結果與討論21 PP/POF的抗拉強度和斷裂伸長(cháng)率168°c圖3樣品的熔點(diǎn)圖3是不同配比的 PP/POE共混物經(jīng)過(guò)DSC儀器所測的熔點(diǎn)圖。從圖3可見(jiàn),兩者共混后只有一個(gè)熔融溫度,說(shuō)明兩者相互混合的十分均勻,POE與PP具有很好的相容性。但是,隨著(zhù)POE在PP中的比例的增加,樣品的熔融溫度會(huì )不斷的下降,這主要是由于共混體系在較高的溫POE Centent/%o度(高于POE的熔融溫度)結晶時(shí),POE的熱運圖1PP/POE共混物的抗拉強度動(dòng)會(huì )影響PP進(jìn)入結晶區,破壞了聚丙烯的結晶,圖1是不同配比的 PP/POE共混物的抗拉強所以混合物的熔融溫度才會(huì )下降。跟純P的熔度圖。從圖1可知,當在P中加人POE后P的點(diǎn)(T=167℃)相比,只有在POE含量為5%時(shí),抗拉強度先是增加然后隨著(zhù)POE含量的增加呈它的熔點(diǎn)下降了很多。但是,總的來(lái)說(shuō),隨著(zhù)POE降低的趨勢,這主要是由于POE的加入破壞了的含量的增加,基本上沒(méi)有改變PP的熔點(diǎn),這與PP的高結晶性,導致了抗拉強度的下降。當POE兩者具有很好的相容性相吻合的含量為5%時(shí),其抗拉強度達到最大值。說(shuō)明23 PP/POE的熱重分析POE確實(shí)能增強PP的抗拉強度,但是這種增強圖4是不同配比的共混物的隨著(zhù)溫度變化,并不是無(wú)限的,有一個(gè)范圍,從本實(shí)驗可得,POE質(zhì)量發(fā)生變化的熱失重降解圖。從圖4中可見(jiàn),的含量在5%左右會(huì )明顯增加PP的抗拉強度。所有的樣品均只有一個(gè)明顯的熱降解過(guò)程,并且圖2是不同配比的PPOE共混物的斷裂伸熱降解溫度范長(cháng)率圖。從圖2可知隨著(zhù)POE含量的升高,PP知,純PP的的斷裂伸長(cháng)率是不斷下降的,也就是說(shuō),隨著(zhù)量的增加,樣YHs中國煤化工中還可以CNMHGPOE含度間陣低,說(shuō)明膠體與聚合物POE不能增加PP的熱穩定性,反而會(huì )降低P的參考文獻熱穩定性,并且隨著(zhù)POE含量的增加,這種降低1張玲胡雄偉盛旭敏等新型熱塑性彈性體增韌聚丙烯的的趨勢會(huì )很明顯。研究,塑料,2001,30(1):532 Xian g. hua b. j. etal. flame retardant and mechanicalproperties of natural fibre-PP composites contain MaterSci.1994.13PPPOE(85%15%)PPPOE(9065%63 Rosch J and Mulhaupt R.J. Development of bamboo-basedpolymer composites and their mechanical properties. ApplPolym. Sci,1995,56(l2):1604 Sathe S.N. and Devi SJ, short jute fiber reinforcedpolypropylene composites: effect ofeompatibiliser, impactedifier and fiber loading Appi. Polym. Sci, 1996, 61(1): 175 Anon succinyl fluorescein grafted atactic polypropylene asTemperatures/℃an interface modifierin polypropylene/tale composites圖4樣品的TG曲線(xiàn)圖athermal study under dy3結論Technology, 1999, 45(8): 1綜合對抗拉強度,熔點(diǎn),熱降解溫度的研究6Amon. New PP/Amorphous In-Reactor Alloys.asts結果的分析討論,可以得出如下結論;POE的引人導致PP的抗拉強度和斷裂伸長(cháng)率均呈現先增加肖慧明,王建明.POE增韌PP的方法,高分子材料學(xué)報,2004,19(3):463后減小的趨勢:當POE的含量低于5%時(shí),樣品的8羅方承陳啟元李新海POE對P的改性高分子材料熔融溫度明顯低于純PP的熔融溫度。隨著(zhù)POE20076(2:12在樣品中含量的增加,PP的熔融溫度在純樣的熔融溫度附近波動(dòng);POE的加入明顯降低了PP的熱降解溫度。Preparation and performance of polypropylene/polyolefin elastomer blendsZhou Huopeng Yang Li Yan Licheng Zhou Qin Zhu Chuanlong Qiu LiangFaculty and Materials Science Hubei University Wuhan 430062Abstract In this paper, a series of Polypropylene/ Polyolefin elastomer blends were prepared bymelt-blending method. The thermal and mechanical properties were characterized by differential scanningcalorimeter (DSC), thermal gravimetric analysis (TGA)and mechanical test. The results showed that thetensile strength and elongation at break increased firstly and then decreased with the poe content increasedWhen the poe content was 5%0, the melt point of the sample was lower than the pure PP. but the melt pointof the samples were consistent with the pure PP as the poe content exceeded 5%0. Furthermore, the thermaldegradation temperature of PP decreased due to the introduction of POeKey words Polypropylene; Polyolefin elastomer; Melt-blending中國煤化工CNMHG