聚丙烯的高性能化研究

理論與研兗文章編號:10053360(2008)10004404聚丙烯的高性能化研究Study on Improving the Properties of Polypropylene劉晶,王立多,描成智 Liu Jing, Wang Liduo, Chuai Chengzhi天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院,天津30045College of Material Science and Chemical Engineering, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China摘要研究了玻璃纖維、線(xiàn)型低密度聚乙烯( LLDPE),三元乙丙橡膠(EPDM)對聚丙烯(PP)流變性能、力學(xué)性能、熱性能和硬度的影響。結果表明:玻璃纖維的加入使PP的硬度及拉伸強度增大,熱變形溫度提高;LLDPE與EPDM使PP的沖擊強度提高;玻璃纖維, LLDPE、EPDM復配可綜合提高PP的力學(xué)性能硬度及熱變形溫度。Abstract: The effects of glass fiber(GF), linear low density polyethylene(LLDPE)and ethylene-propylene-diene mischpolymer(EPDM)on the rheological property, mechanical property, thermal propertyand hardness of polypropylene( PP)were studied. The results show that: with the addition ofGF, the tensile strength, hardness and thermal deformation temperature increase; with theaddition of LLDPE and EPDM, the impact strength of PP increases; the mechanical property.hardness and thermal deformation temperature of PP increase after adding the compound ofGF LLDPE and EPD關(guān)鍵詞:聚丙烯;玻璃纖罐;線(xiàn)型低密度聚乙烯:三元乙丙橡膠中圖分類(lèi)號:TQ32514文獻標識碼:A. Key words: Poly propylene: Glass fiber; Linear low density polyethy lene: Ethylene-propylene-dienemischpolymer聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一,但因其PP,M1600,韓國LG化學(xué)公司;具有缺口敏感性,且熱變形溫度低、成型收縮率氵無(wú)堿玻璃纖維,市售;大、硬度及耐磨性差,限制了其在汽車(chē)、家用電硅烷偶聯(lián)劑,KH570,南京曙光化工廠(chǎng)器、建筑等領(lǐng)域的應用。本實(shí)驗制備了玻璃纖維LLDPE,DFDA7042,中國石化齊魯股份有增強聚丙烯(GFP),然后以線(xiàn)型低密度聚乙烯:限公司( LLDPE)與三元乙丙橡膠(EPDM)對其進(jìn)行EPDM,市售。共混增韌改性;制得的復合材料不但保留了GFPP原有的耐化學(xué)藥品性及絕緣性,還具有較高的剛12儀器及設備性、硬度、耐熱性及沖擊強度,因而可應用于更多領(lǐng)域"2。雙輥開(kāi)煉機,SK-160B,上海橡塑機械廠(chǎng);HAAKE轉矩流變儀, PolylabRC·300P1實(shí)驗部分國V凵中國煤化工CNMHG利機器有限公司11主要原料簡(jiǎn)支梁沖擊強度測試儀,SE-2,上?？茖W(xué)儀擎段求20808119L畫(huà)金項國“十一·五國家科技支項目(200840802208年10月第3卷第10(總第198期)聚丙烯的高性能化研究器修造廠(chǎng)▲豪1GFPP與PP各項性能的比較Tab 1 Comparison of propertes between GFPP and Pp塑料球壓痕硬度計,PHB98A,福建泉州試驗機廠(chǎng)項目30%玻璃纖維熱變形維卡軟化點(diǎn)試驗機,ZWK1320-2,深球壓痕硬度(N·mm2)熱變形溫度/℃圳新三思材料檢測有限公司。簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強度/(kJ·m2)7簡(jiǎn)支梁沖擊強度/kJ·m13工藝流程拉伸強度MPa3369成型收縮率/%1-2504-0.8GFPP生產(chǎn)工藝流程如圖1所示,增強增韌PP玻璃纖維價(jià)格便宜,具有突出的機械強度及生產(chǎn)工藝流程如圖所示耐熱性。由表1可以看出,GFP(30%玻璃纖維)與純PP相比,硬度、拉伸強度、熱變形溫度均顯玻璃纖維著(zhù)提高,成型收縮率降至1%以下,但沖擊強度卻有所降低表面處理→熔融復合→擠出→切粒2.2GFPP共混材料的沖擊性能GFPP←冷卻將改性劑 LLDPE、EPDM、 LLDPE/EPDM▲圖1GFPP生產(chǎn)工藝渡翟Fig 1 Flowchart of production for GFPP( LLDPE、EPDM的復配比例為1:1)分別與EPDM:GFP共混,圖3、圖4為改性劑用量對GFP共混混煉一拉片→切粒:材料沖擊性能的影響(GFP為10phr)。LLDPEGFPP→注塑性能測試2%4圖2增彊增PP生產(chǎn)工藝淀覆14性能測試改性劑用量▲圖3改性劑用量對共混材料簡(jiǎn)支果缺口沖擊強度的影響熱變形溫度按GB/T1633-2000測試;沖擊強度按GBT1043-1993測試;拉伸強度按GBT1040-1992測試球壓痕硬度按GB398-1982測試;成型收縮率按 ASTM D95589標準測試;轉矩流變性能分析采用 HAAKE轉矩流變儀加料量54g,溫度170℃,轉子轉速30rmin。2結果與討論中國煤化工CNMHG擊強度的影響21GFPP與純PP的物理力學(xué)性能Fig 4 uI mloumrdr unan MI mIaul Due gth of the composite聚丙烯的高性能化研究由圖3、圖4可知,隨 LLDPE、EPDM或 LLDPEEPDM用量的增加,共混材料的沖擊強度增大,其中 GFPP/LLDPE/EPDM沖擊強度的增加尤為顯著(zhù);當加入16 phr LLDPE/EPDM時(shí),共混材料的Ez簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強度增加約60%,沖擊強度增加約67%。這是由于 LLDPE/EPDM復合改性劑中,EPDM的乙基與丙基提高了GFPP與 LLDPE的相容性,使 LLDPE對GFPP晶體的插入、分割、細化作用提高,GFPP晶體進(jìn)一步減小;另外, LLDPEEPDM可能形成硬核軟殼的包覆結構,EPDM由1--GFPP: 2--GFPP/LDPE(100/5): 3--GFPP/EPDM( 100/5)▲圖5二元GFPP共混樹(shù)料的轉矩流變曲于模量較低而局部產(chǎn)生微纖化, LLDPE由于模量Fig 5 Rheological curves of binary compostes較大而變形小,增加了EPDM的有效作用體積改性劑EPDM與LLDP的這種協(xié)同作用,可在外力作用下誘發(fā)大量的銀紋和剪切帶,消耗大量沖擊能,并且阻滯、轉向并終止已經(jīng)存在的小裂紋的發(fā)展,抑制銀紋發(fā)展成為破壞性的裂紋,從而對改性材料起到良好的增韌作用。23GFPP共混材料的流變性能1--GFPP/LLDPE/EPDM(1007/): 2--GFPP/LLDPE/EPDM(100/10/10)在轉矩流變儀混煉器中加入物料后,很快出▲圖6三元GFPP共混樹(shù)料的矩流變曲ig.6 Rheological curves of ternary composies現加料峰;由于傳熱和剪切作用,扭矩及料溫都漸趨于平衡。由圖6可以看出,兩種 GFPP/LLDPE/EPDM復轉矩流變性能可反映加工過(guò)程中物料黏度及:合材料均在1.5min左右出現了轉矩最低值,這表混合均勻程度的變化情況。尤其當混合過(guò)程中發(fā)氵明LDPE和EPDM復配后改善了同基體樹(shù)脂的相生某種化學(xué)(或物理)變化時(shí),轉矩往往發(fā)生顯容性,在加熱和剪切的作用下,體系黏度及轉矩著(zhù)的改變。明顯降低;隨著(zhù)時(shí)間的延長(cháng),轉矩又明顯增大圖5、圖6分別為 GFPP/LLDPE、GFP!EPDM、;進(jìn)而出現平臺,表明材料中存在大量柔性分子長(cháng)GFPP/LLDPE/EPDM三種復合材料的轉矩流變:鏈,從而使改性材料具有很高的韌性。性能曲線(xiàn)。從圖5、圖6可以看出,加入 LLDPEEPDM、 LLDPE/EPDM后,流變曲線(xiàn)均出現平臺,;2.4GFP共混材料的熱變形溫度與球壓痕并且最大扭矩大幅下降。這表明復合體系具有較:硬度好的韌性,但硬度和模量有所下降;另外同基體樹(shù)脂相比,在受熱以及剪切力作用時(shí),其分子鏈表2給出幾種不同 LLDPE/EPDM用量的共混較容易發(fā)生移動(dòng),因而材料的加工性能有所提材料的熱變形溫度和球壓痕硬度。從表2可以看出,經(jīng) LDPE/EPDM改性后,GFP復合材料仍具有轉中國煤化工)及球壓痕硬度CNMHG性后的GFP仍然保持了較高的耐熱性、硬度與耐磨性。200年10月第3卷第10則(總第198期)聚丙烯的高性能化研究▲2改性GFPP的熱變形溫度與球壓痕硬度Tab 2 Thermal deformaton temperature and ball indentation hardness of i:提高GFPP的沖擊強度,其中GFPP/ LLDPE/EPDMnodified GFPP復合材料具有良好的綜合性能,可在一定范圍內距沖LDFN熱變形溫度球壓痕硬度替代價(jià)格較高的工程塑料。共混比例1005/5131010077128.1參考文獻1008/81258范忠慶,張寓慶,張東勤,等玻璃纖維增強PP在汽車(chē)風(fēng)扇中的應用[J].塑料,199726(6)47-49[2]酈華興, GF/PP/HDPE復合物的性能研究[J].復合材料學(xué)3結論報.19918(4):45-50[3]吳培熙,張留城.聚合物共混改性[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,1998:98-P}經(jīng)玻璃纖維增強后,材料的硬度、拉伸強氵{4楊偉,史煒,陳萍,等玻璃微珠改性P和PE-LD的加工度和熱變形溫度均有較大幅度的提髙,成型收縮:流變行為[J].中國塑料200418(10:24-27率也降至1%以下,但沖擊強度卻有所降低5周懷春楊軍忠微型汽車(chē)儀表板專(zhuān)用料研制[J]中國塑LLDPE、EPDM和 LLDPE/EPDM(1/1)均可:料19610(6):52-56.新材料快訊!!!聚四氟乙烯微粉氟碳常溫固化涂料工藝創(chuàng )新的技術(shù)、先進(jìn)的工藝與設備進(jìn)行生產(chǎn)天然環(huán)保橡膠軟木材料規格白色微粉,A級1~5微米性能具有聚四氟乙烯的各種性能,卓越的化學(xué)穩定性和電絕緣性,優(yōu)異的耐磨性、自潤滑性突出的耐高低溫性和耐候性、無(wú)毒性,良好的分散性。川途用做油墨、涂料、油及油脂的添加劑、塑料的改性劑和加工助劑。用于各種工程塑料和通用塑料及橡膠的內潤滑劑、外潤滑劑、脫模劑和防粘劑。提高加工部件的質(zhì)量和成品率,降低加工機械的磨損和能耗。油、潤滑油及密封膠中若加入干粉潤滑劑可大大改良它們的耐負荷性,真空性,耐低溫性及耐磨性。千粉潤滑劑可與各種印刷油墨以任何比例混合,在使用中可杜絕粘著(zhù),堿少擦傷,印出的字跡異常清亮,光澤性,圖像清晰逼真,且具有立體感,長(cháng)期不褪色,不怕水濕及蟲(chóng)蛀,是現代印刷T業(yè)中最理想的油墨添加劑,整理劑和改性劑。同時(shí)我廠(chǎng)還生產(chǎn)聚四氟乙烯板、棒、管及聚四氟乙烯生料帶、聚四氟乙烯盤(pán)根、碳纖維盤(pán)根、髙水基盤(pán)根、芳綸盤(pán)根氟碳常溫固化涂科我廠(chǎng)向您提供由國內外高級專(zhuān)家多年精心研制而成的可常溫固化的氟碳涂料,它具有卓越的防腐、防粘污、絕緣、減摩、耐溫變等特性,克服了以往氟涂料不能常溫固化的特點(diǎn),尤其對腐蝕性介質(zhì)具有極髙的穩定性(酸、堿、氧化劑、溶劑、潮濕、海水、輻射)適應溫度60℃~+150℃之間大然環(huán)保橡膠軟木材料(軟木板、軟木磚、軟木粉、各種軟木件機械制品)該產(chǎn)品可用于機械密封、水泵、閥門(mén)、冷藏等各領(lǐng)域。歡迎各界有識之土,來(lái)電來(lái)函洽談業(yè)務(wù)沈陽(yáng)市天宇祥微粉中國煤化工地址:大東區工農路357號郵編:11004開(kāi)戶(hù)行:工商CNMHG8102451263827廠(chǎng)長(cháng):蘇連泉手機:13904020987電話(huà):02488203159傳真