聚丙烯/聚乙烯共混合金中聚乙烯的含量對性能的影響

絕緣材料2003No.6曹民干:聚丙烯/聚乙烯共混合金中聚乙烯的含量對性能的影響25聚丙烯/聚乙烯共混合金中聚乙烯的含量對性能的影響曹民干，喬雷(同濟大學(xué)材料學(xué)院，上海 200092) .摘要:為了改善作為絕緣通信埋地管材常用的塑料的力學(xué)性能，以聚丙烯為基本主體材料,加入一定量的高密度聚乙烯進(jìn)行增韌改性后形成新的混合塑料體系，研究不同加入量的高密度聚乙烯對共混合金的各種力學(xué)性能的影響,討論了HDPE在PP/HDPE體系中的加入量與材料的拉伸強度、伸長(cháng)率、彎曲強度、沖擊強度、硬度、耐熱性等各力學(xué)性能之間的關(guān)系。結果表明在體系中加入25%的HDPE共混合金具有較好的綜合力學(xué)性能。關(guān)鍵詞:聚乙烯;聚丙烯;加入量;力學(xué)性能中圖分類(lèi)號:TM21; TQ325. 1;TQ316. 6文獻標識碼:A文章編號:1009- 9239(2003 )06 - 0025 - 03The influence of HDPE content onmechanical properties of PP/HDPE alloyCAO Min- gan,QIAO Lei(Material Schoo of Tong Ji University, Shanghai 200092 ,China )Abstract:HDPE and PP are plastics materials to be used in the communication pipes of insulationunderground. The article introduces the influence of HDPE content on mechanical properties of PP/HDPE alloy, discusses the relations between content of HDPE and properties of the tensilestrength, the break elongation ratio， bending strength, the impact strength, the hardness， theheat- resistance.Keywords:PP; HDPE; the content of HDPE; mechanical properties前言通信絕緣材料領(lǐng)域中有較好的應用前景。通過(guò)改變聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)具有較好HDPE加入量,研究體系中HDPE的加入量對PP/的綜合力學(xué)性能，而且加工方便,因而各自在塑料管HDPE熱塑性塑料合金材料的綜合力學(xué)性能影響,對材制品中占相當大的市場(chǎng)份額,尤其是在埋地通信絕研制這類(lèi)新材料具有重要的意義。緣管材方面有著(zhù)相當大的市場(chǎng)前景。PP和HDPE有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，如,PP剛性好,但在低溫環(huán)境受2試驗部分壓力時(shí)容易開(kāi)裂,耐磨性也比較差;而HDPE正好相2.1試驗設備反,它耐壓性好,但剛性較差。如果將兩者混合加工使SE- 100/160NB注射機,寧波塑機廠(chǎng)生產(chǎn);鋼制用,則可互補不足之處。注射抗沖模拉迪試樣模具,自制;SJ-20/25擠出以PP為主體材料,加入一定量的HDPE對PP機中國煤化工JJ-50簡(jiǎn)支梁沖擊試驗進(jìn)行增韌改性后形成新的材料有良好的綜合性能,在DHCNM HGl.XRW 300熱變形一維卡軟化點(diǎn)溫度測定儀,承德市金建檢測儀器有限公收稿日期:2003- 05 -28作者簡(jiǎn)介:曹民干,女.副教授.碩士生導師.主要從事高分子材料加司生產(chǎn);試驗烘箱,上海華龍實(shí)驗儀器廠(chǎng)生產(chǎn)。工、成型加工機械設備的教學(xué)和科研工作(Tel:021-56659623,E-2.2 原料mail: caomingan@ yahoo. com. cn)。HDPE,牌號YGHO41T,上海石化生產(chǎn);PP,牌26曹民干:聚丙烯/聚乙烯共混合金中聚乙烯含量對性能的影響絕緣材料2003 No.6號4540,韓國現代生產(chǎn)。的對應關(guān)系。當兩種聚合物按不同比例混合后,體系2.3試樣性能呈現主要聚合物的物性。缺口抗沖試樣,120mmX15mmX4mm;拉伸試樣,170mmX 4mm。3(2.4 工藝條件擠出溫度220C;注射溫度(機筒溫度)240C;模溫60C;環(huán)境溫度16C;注射壓力40MPa;注射速率感1570 mm/s。2.5試驗過(guò)程 .2.5.1 配方計量和加熱干燥首先將PP和HDPE按配方計量;將計量好的原o102040 5060) 80HDPE加入量(%)料放入烘箱內加熱干燥2h,烘干水份。2.5.2擠出造粒圖1HDPE加入量與體系拉伸強度的關(guān)系將PP和HDPE加入擠出機混煉塑化造粒,制成PP/HDPE塑料合金粒料。2.5.3注射 制樣將塑料合金粒料加入注射機,注射到注塑試樣模15具內,注射成試樣條。2.5.4性能檢測將從模具中取出的試樣經(jīng)過(guò)24h環(huán)境處理后,按5標準檢測方法分別檢測試樣的拉伸強度、斷裂伸長(cháng)率、彎曲強度、沖擊強度、硬度、耐熱性能。) 20304050703結果與討論3.1HDPE加入量對拉伸強度的影響.圖2 HDPE加入量與體系斷裂伸長(cháng)率的關(guān)系PP加入量和共混體系的拉伸強度關(guān)系如圖1所示。由圖1可知,在HDPE加入量小于25%的范圍3.3HDPE加入量對彎曲強度的影響內,共混體系的拉伸強度隨HDPE的加入量增加而圖3為HDPE的加入量與體系的彎曲強度變化相應遞增。這是因為,共混物中加入HDPE后會(huì )使部關(guān)系圖。由圖3可見(jiàn),體系的彎曲強度明顯地是隨著(zhù)分PP的球型結晶破壞,形成碎片狀,增加了兩相界HDPE加入量的增加而遞減。這說(shuō)明體系的彎曲性能面之間的相互作用力,起到提高拉伸性能并增加韌性由PP和HDPE各自在體系中的含量簡(jiǎn)單地決定。的作用,改善了共混物的力學(xué)性能;但是隨著(zhù)HDPE加入量繼續增加,當HDPE加入量大于25%時(shí),就可30|能造成兩種聚合物之間的不相容以至出現相分離狀日25態(tài),拉伸強度開(kāi)始出現下降的情況，因此HDPE加入第2量以25%左右較為適宜。中國煤化工3.2HDPE加入量對斷裂伸長(cháng)率的影響圖2為HDPE加入量與體系斷裂伸長(cháng)率的相對HCNMHG關(guān)系圖。由圖2可見(jiàn),在HDPE加入量較少時(shí),共混HDPE加入量(96)體系的斷裂伸長(cháng)率有降低的趨勢,但是當HDPE加入量大于40%以后,斷裂伸長(cháng)率隨著(zhù)HDPE加入量圖3 HDPE 加入量與體系彎曲強度的關(guān)系的增加而遞增,這一點(diǎn)和前面所敘的拉伸強度有一定絕緣材料2003 No. 6曹民干:聚丙烯/聚乙烯共混合金中聚乙烯的含量對性能的影響273.4HDPE加入量對硬度的影響3.6HDPE加入量對耐熱性能的影響圖4為HDPE的加入量與混合體系硬度的關(guān)系圖6為在共混體系中不同HDPE加入量與體系圖。從圖4可見(jiàn),在其他條件不變的情況下,加入不同軟化溫度之間的關(guān)系。在HDPE加入量小于50%時(shí),量的HDPE,體系的硬度也有-定的變化規律。從配體系的軟化溫度呈上升趨勢;當加入量在50%~比結構看,體系硬度值隨HDPE加入量的增大而有70%范圍內，體系的軟化溫度不再繼續提高,而是維規律地減小。持在一個(gè)較為穩定的水平。3.5 HDPE 加入量對沖擊強度的影響150圖5為在其他條件不變情況下HDPE加入量與體系沖擊性能關(guān)系圖。由圖5可見(jiàn),當體系中HDPE加入量小于50%時(shí),材料的沖擊強度會(huì )隨著(zhù)HDPE加入量的增加而遞增,但當HDPE加入量大于50%卷130時(shí),材料的沖擊強度趨于穩定。因此,在體系中加入了爺120HDPE后的最大益處就是提高了體系的沖擊性能。020304050607080001000tHDPE加入量(%)圖6HDPE加入量與體系耐熱性能的關(guān)系04結論由于PP和HDPE均為結晶型聚合物,兩者共混得到具有-定程度相容但又并不完全相容的共混物多相體系。在共混物中,聚合物會(huì )因各自不同的加入圖4HDPE加入量與體系硬度的關(guān)系量而形成各自不同的結晶構造,因而PP/HDPE共混體系的性能與各組份的加入量有很大的關(guān)系。在PP中加入25%的HDPE共混合金具有較好的綜合力學(xué)性能,尤其沖擊強度的改善擴展了PP的應用領(lǐng)域,具有良好的應用前景。參考文獻冊40[1] 趙敏,等.改性聚丙烯新材料[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，302002,429~ 473.1020o506070 80[2]辛浩波.塑料合金及塑料共混改性[M].北京:輕工業(yè)出版社,2000.27~ 39.圖5HDPE加入量與體系沖擊性能的關(guān)系[3] 吳培熙.塑料制品生產(chǎn)工藝手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1998.中國煤化工DH.CNMH G、歡迎投稿歡迎刊查廣告