改性聚丙烯方椅的研制

程塑料應用2002年,弟30卷,第4期改性聚丙烯方椅的研制趙全友陳麗牡丹江石油I廠(chǎng)10328犢要以均聚聚丙烯(PP)/共聚PP為基體樹(shù)脂,通過(guò)與聚烯烴彈性體(POE)、滑石粉及其它助劑的共混改性制得改性PP方椅專(zhuān)用料。討論了基體樹(shù)脂的配制及P)E、滑石粉含量對共混體系性能的彩響,確定了改性P方椅專(zhuān)用料的配方:用該專(zhuān)用料生產(chǎn)的方椅具有強度高、韌性好、耐老化、耐腐蝕、尺寸穗定、表面光亮等優(yōu)點(diǎn),現已批量生產(chǎn)關(guān)鑣詞聚丙烯增韌改性方椅專(zhuān)用料聚丙烯(PP)是一種性能較優(yōu)良的通用塑料,其POE:EG8150,美國DOW化學(xué)公司;用途廣泛,遍及機械、電子、汽車(chē)及日用品等各個(gè)領(lǐng)抗氧劑:1010,北京化工=廠(chǎng);域:PP在塑料家具方面也得到應用,大都采用未改抗老劑:進(jìn)[;性的PP生產(chǎn),但用此種PP生產(chǎn)的家具在韌性、滑石粉:10μm(1250目),遼寧海城滑石礦;強度、外觀(guān)及使用壽命等方面存在一些問(wèn)題,因此需偶聯(lián)劑:鋁酸酯類(lèi),市售。要對PP進(jìn)行改性。2主要設備PP方椅是一種具有四個(gè)空心方形腿、雙側扶手高速混合機:SHR-100A型,江蘇白熊集團;和環(huán)形背靠的高檔塑料椅子,單重4kg左右,見(jiàn)圖同向雙螺桿擠出機:TSJ-58型,成都晨光塑所用原料像所有家具料一樣,要有良好的流動(dòng)料機械研究所;性、耐沖擊性、尺寸穩定性及高強度,還應根據方椅注塑機:CJ-150NCⅡ型,廣東震德塑料機械廠(chǎng)自身的結構特點(diǎn),著(zhù)重解決好熔體流動(dòng)性和尺寸穩有限公司性?xún)煞矫娴膯?wèn)題因為在生產(chǎn)方椅過(guò)程中良好的注塑機:VL-1500型美國 Millacron公司;熔體流動(dòng)性能保證熔體在不太高的壓力下以平推流電子萬(wàn)能試驗機:CS5-1101C型,長(cháng)春試驗機方式(而不是以旋轉流方式)射入四個(gè)型腔,并使各研究所;處熔接良好,具有較高的強度;而良好的尺寸穩定性沖擊試驗機:6545型,意大利 CEAST公司則能保證四個(gè)腿芯體以較小的拉力從椅子四個(gè)方形熱變形測定儀:6521型,意大利 CEAST公司腿平穩抽出,于是筆者設計、研制了均聚PP/共聚熔體流動(dòng)速率(M}H)儀:μPXR1-40C型,吉P!熱塑性彈性體(POE)/滑石粉專(zhuān)用料,并用該專(zhuān)林大學(xué)科教儀器廠(chǎng)用料制成了方椅,取得了滿(mǎn)意的應用效果。低溫調溫調濕箱:PL-2G型,上海愛(ài)斯佩克環(huán)境公司洛氏硬度計:XHR-150型,上海材料試驗機廠(chǎng)1.3造粒、制樣工藝首先將適量偶聯(lián)劑加入滑石粉中,在高速混合機中于100℃高速攪拌10min,然后立即降溫出料,制得活性滑石粉。圖PP方椅按配比把均聚PP、共聚PP、POE、活性滑石粉依1實(shí)驗部分次加入高速混合機中,在40~50℃攪拌5~10min1原材料而后加入其它助劑并混合均勻,用雙螺桿擠出機擠均聚PP:粉料,牡丹江石油化工廠(chǎng)中國煤化工樣共聚PP:C1647,北京燕山石油化T股份有限公CNMHG司化工二廠(chǎng);趙全友,等:改性聚丙烯方椅的岍制1.4狀態(tài)調節入增韌劑和增強劑都有可能導致體系流動(dòng)性降低把試樣置于低溫調溫調濕箱中,設定溫度為因此要控制好增韌劑和增強劑的用量,確保體系的23℃,相對濕度為50%;壓力86-106kPa,時(shí)間48MR在12g/0min左右。表2列出均聚PP共案PP(80/20)共混物的性能。1.5性能測試2均PP/共聚PP共混物的性能各項性能按ISO有關(guān)標準測試。彎豳強|彎曲彈性模缺口沖擊強共變程溫結果與討論3(10mn)1率得度:量M度門(mén)·m度t2.1基體樹(shù)脂的配制基體樹(shù)脂的性能對整個(gè)共混體系起著(zhù)非常關(guān)鍵2.2POE含量對共混體系性能的影響的作用因此在基體的選擇上顯得尤為重要。筆者POE具有較小的內聚能和較高的剪切敏感性,使用的PP有均聚PP和共聚PP兩種,它們除有共其表觀(guān)粘度對溫度的依賴(lài)性與PP接近,所以與PP同點(diǎn)外,還各有特點(diǎn)。表1列出均聚P與共聚P的相容性和分散性特別好,在PP基體中易獲得較的主要性能指標。小的分散粒徑和較窄的粒徑分布,因而對PP增韌1均囊PP與共PP的性能效果特別明顯。另外,由于POE不含雙鍵,故對水共聚PP分不敏感,具有優(yōu)良的耐候性。實(shí)踐也證明,POE成型收縮率/%1.0MFR/g·(10min)1的改性效果優(yōu)于(乙烯/丙烯/二烯)共聚物(EP拉伸強度/MPaDM)、(乙烯/丙烯)共聚物(EPM)及(苯L烯/丁斷裂伸長(cháng)率/030如>500烯/苯乙烯)共聚物(SBS)等增韌劑{2、POE含量對彎曲強度/MPa彎曲彈性模量/MPa共混體系性能的影響如表3所示缺口沖擊強度/·m13POE含量對共混體系性能的影響熱變形溫度/℃122.6l10.8POE質(zhì)量分數/吸由表1可知,均聚PP收縮率大,韌性差,但具有1513.61.619.87.2良好的流動(dòng)性和高強度,而共聚PP韌性較好,但流斷裂伸長(cháng)率/%400440470500>500動(dòng)性和強度較差。為了充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn),筆者彎曲彈性模量/MPa130011801100100采用均聚PP為主并添加一定量的共聚PP為輔作彎曲強度/MPa36為PP方椅專(zhuān)用料的基體樹(shù)脂。圖2示出共聚PP缺口沖擊強度小·m148712260的添加量對共混體系流動(dòng)性能和缺口沖擊強度的影熱變形溫度~℃11.110.410.095,848從表3可以看出,隨著(zhù)POE用量的增加,共混體系的流動(dòng)性、拉伸強度、彎曲強度、彎曲彈性模量及熱變形溫度都呈下降趨勢,而缺口沖擊強度和斷裂伸長(cháng)率則逐步提高,所以兼顧其各項性能,PE的用量選擇7%-9%為宜2.3滑石粉含量對共混體系性能的彩滑石粉作為增強劑是一種常用填料,具有片狀共聚PP質(zhì)量分數%或鱗片狀結構,用其改性的PP具有剛性高、高溫下圖2共檗P添加對共混體系流動(dòng)性能和缺口沖擊強度的影響的抗蠕變性好、制件表面質(zhì)量?jì)?yōu)良、成型收縮率低由圖2可以看出,均聚PP共聚PP體系的流動(dòng)以及易加工等特點(diǎn)。試驗表明經(jīng)偶聯(lián)劑處理的性與缺口沖擊強度對共聚PP有很大的依賴(lài)性,當滑石粉比未處理的滑石粉使用效果好;且滑石粉的均案PP中添加少量共聚PP時(shí)類(lèi)似彈性體增韌,提粒徑對混合體系的力學(xué)性能和制品表面光澤度都有高了共混體系的沖擊性能,同時(shí)又能克服一般彈性很大影響在滑石粉含量不變和相同的處理條件下體增韌可能帶來(lái)的力學(xué)性能降低的弊端。為了進(jìn)一滑石粉中國煤化工能越佳,制品表步提高韌性需要添加增韌劑P0E;為了降低成本,面的光CNMHG的滑石粉為增提高剛性和尺寸穩定性,還要添加增強劑滑石粉.加強劑,并用鋁酸酯類(lèi)偶聯(lián)劑處理,保持POE的質(zhì)量工程要料應用2002年.第30卷.第4期分數為8%,進(jìn)行配方試驗活性滑石粉含量對共混老化外推法計算PP制品的耐用年限,該改性PP體系性能的影響見(jiàn)表4。方椅的使用壽命為10年以上。表4活性滑石粉含量對共混體系性能的影響3改性PP方椅的注塑工藝項目滑石粉質(zhì)量分數/%在生產(chǎn)改性PP方椅之前,應根據制品所要求Fg·(10min)11.712.0141.010.2的顏色,按比例配混色母粒,然后輸送到干燥料斗成型收縮/%1.10.950.670.610.5中,在55℃下干燥60min拉伸強度/MPa2931使用美國產(chǎn)1萬(wàn)g注塑機,控制注塑工藝條件斷裂伸長(cháng)率/%12657彎曲彈性模量/MPa1s001876278031573421為:料筒溫度1段230℃、2段230℃、3段220℃、4彎曲強度MP94355355段215℃模具熱流道溫度(230±5)℃,注塑壓力85缺口沖擊強度小·m5121MPa,增壓壓力70MPa,保壓壓力60MPa,注射時(shí)間熱變形溫度/t0.0120284130.6135.120s,增壓時(shí)間10s,保壓時(shí)間10s,加「周期160s洛氏硬度(R)模具溫度用模溫控制器控制在(50±2)℃。在上述從表4可看出,隨著(zhù)滑石粉用量的增加共混體工藝條件下注射成型出方椅。生產(chǎn)過(guò)程中充料流系的成型收縮率減小,這可能是滑石粉的加入破壞暢脫模平穩了PP球晶的生長(cháng),使PP生成不完整的球晶,結晶4應用度降低,結晶速率加快,從而降低了PP結晶收縮該專(zhuān)用料具有加T性能及物理、力學(xué)性能優(yōu)良率;同時(shí)滑石粉占據了一部分PP的自由體積,在結成型穩定性好,制品光澤度高,耐候性?xún)?yōu)良等特點(diǎn)品過(guò)程中阻礙自由體積的減少,故而使P的收縮現已供應牡丹江天江塑膠有限公司批量生產(chǎn)改性率降低。從表4還可看出共混體系的MFR在一定P方椅。實(shí)踐證明,用該專(zhuān)用料生產(chǎn)的改性P方范圍內有所增加,分析其原因,叮能是由于滑石粉的椅強度高耐腐蝕尺寸穩定,耐老化即使在低溫下密度比熔體PP的密度大,加入滑石粉后盡管單位亦能保持較高的韌性時(shí)間流出標準口模的體積流量下降,但質(zhì)量流量卻5結論是上升的,這樣以質(zhì)量流率為基準的MFR值就增(1)以均聚PP/共聚PP共混體系為基體樹(shù)脂大:由表4可知,加入滑石粉后共混體系的彎曲彈POE為增韌劑滑石粉為增強劑,并加人抗氧劑和性模量、熱變形溫度及拉伸強度都逐步增高,這可能抗老劑等制備的改性P專(zhuān)用料是制備方椅等家具取決于滑石粉的片狀結構;洛氏硬度的減小和缺口的理想材料沖擊強度在一定范圍內的提高分別與滑石粉質(zhì)地柔(2)用該專(zhuān)用料生產(chǎn)的改性P方椅韌性好,強軟和具有異相成核作用有關(guān)。度高,耐腐蝕,耐候性?xún)?yōu)良,現已批量生產(chǎn)」綜合考慮各因素,確定改性PP方椅專(zhuān)用料的參考文蘇配方為:66%~73%的均聚PP/共聚PP共混物、7%1羅毅,等.我國改性案丙烯汽車(chē)專(zhuān)用料的開(kāi)發(fā)現狀及前景塑料科~9%的POE、20%~25%的滑石粉,以及適量的抗技,1998(5):45氧劑和抗老化劑。2趙文聘,等.高性能戶(hù)外用聚丙烯家具料的研究塑料工業(yè),2002.4改性PP制品使用壽命預測28(4):153程秋林.等.電容器殼專(zhuān)用改性聚丙烯的研制工程塑料應用依據IS4577-1983(E)標準把改性PP方椅1996,24(5):11專(zhuān)用料試樣置于熱老化箱中,在150℃下加速老化何葉力等.聚丙烯樹(shù)脂的加工與應用北京:中國石化出版社200h后試樣開(kāi)始出現局部銀紋或破碎。根據快速1998.805DEVELOPMENT OF MODIFTED PP ARMCHAIRMudanjiang Petrochemical Factory 157009)ABSTRACT The special compound for modified PP armchair wasof blending. PP was modified with co-polypropylene( PP), poly( octene-ethylene)( POE), talc and other additives中國煤化工 pecial compound has aood impact resistance, high strength, good ageing resistance, good comCNMHtenessKEYWORDS polypropylene, toughening modification, armchair