PP改性收縮率的影響.doc

改性劑玻纖,礦纖,彈性體,聚乙烯PE對(duì)PP改性料收縮率的影響 聚丙烯PP塑膠原料是通用塑料中用量較大的品種之一，具有密度小，剛性好，耐沖擊，耐化學(xué)腐蝕，絕緣性好等優(yōu)點(diǎn)。它的不足之處是低溫沖擊性能較差、易老化、成型收縮率大。通過(guò)改性可以改善聚丙烯的低溫沖擊性能、成型收縮和熱老化性能。使聚丙烯的使用范圍大輻度擴(kuò)大，在很多場(chǎng)合取代傳統(tǒng)的工程塑料。聚丙烯原料來(lái)源充足，價(jià)格便宜，因而近年來(lái)在塑料改性行業(yè)中聚丙烯改性占據(jù)首位，成為改性塑料的主要品種，越來(lái)越受到人們的重視。 聚丙烯PP改性料的收縮率控制是聚丙烯改性的一個(gè)重要方面。收縮率控制的好對(duì)聚丙烯改性料的推廣使用有重要意義，同時(shí)也是保證產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要方面。特別是利用改性聚丙烯取代傳統(tǒng)的工程塑料，收縮率這一點(diǎn)顯得十分重要。 聚丙烯改性在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有成熟的技術(shù)，對(duì)聚丙烯改性理化性能的研究報(bào)導(dǎo)也很多，但對(duì)收縮率問(wèn)題則很少有專門的報(bào)導(dǎo)。本人集多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)就聚丙烯改性料的收縮率控制問(wèn)題做了一些探討。 1. 試驗(yàn)部分 11 試驗(yàn)原料 聚丙烯（PP） 遼陽(yáng)石油化纖總公司； 高密度聚乙烯（HDPE） 遼陽(yáng)石油化纖總公司 POE 美國(guó)杜邦公司； EPDM 荷蘭DSM公司； SBS 岳陽(yáng)石化總廠 玻纖 上海耀華； 碳酸鈣 營(yíng)口大石橋； 滑石粉 海城金新 云母粉 河北； 助劑 市售 ； 低密度聚乙烯（LDPE） 燕山石化 12 試驗(yàn)設(shè)備及儀器 擠出機(jī) TM40MVC/D-40 意大利MARIS; 注塑機(jī) TP120T 北京信冠機(jī)械設(shè)備制造有限公司 熔融指數(shù)儀 PXRZ-400C 吉林大學(xué)科教儀器廠; 卡尺; 檢測(cè)方法： ASTM D955 13 試樣制備和檢測(cè)方法 原料混合-擠出造粒-注塑打樣（放置24h）-收縮率檢測(cè)（環(huán)境溫度為23） 注塑條件：溫度170-190 壓力 80 2. 結(jié)果討論 聚丙烯的收縮成型大是聚丙烯本身的一大缺點(diǎn)，這主要是由于聚丙烯的高結(jié)晶度所致。結(jié)晶后的聚丙烯比重增大、體積縮小。結(jié)晶度為0%和100%時(shí)其比重分別為0.851和0.936。因此純PP的成型收縮一般在1.7-2.2之間?？刂凭郾┑某尚褪湛s率主要是控制其原料成型時(shí)的結(jié)晶度：結(jié)晶度越小其成型收縮率也越小；反之，結(jié)晶度越高則成型收縮率也越大。 在聚丙烯改性塑料中，由于各種改性劑的加入都不同程度的破壞了聚丙烯原有的結(jié)晶度，從而改變了聚丙烯原有的成型收縮率。 21 橡膠對(duì)聚丙烯收縮率的影響 圖1所示橡膠對(duì)PP改性料成型收縮率的影響。從圖中可以看出隨橡膠含量的增大，成型收縮率呈下降趨勢(shì)。這主要是由于橡膠的加入破壞了聚丙烯自身的結(jié)晶度，從而導(dǎo)致成型收縮率的下降，而且三種彈性體POE、EPDM、SBS對(duì)成型收縮率影響也有差異。 a: POE b:EPDM c:SBS a:滑石粉 b:CaCO3 c:云母粉 22 礦物填充對(duì)聚丙烯改性料成型收縮率的影響 聚丙烯用的礦物填加劑主要有碳酸鈣、滑石粉、云母粉等。各種礦物填加劑對(duì)聚丙烯成型收縮率的影響如圖2所示，從圖中可以看出礦物填加劑對(duì)PP改性料成型收縮率的影響比較明顯。礦物填加劑對(duì)聚丙烯改性料成型收縮率的影響主要有三個(gè)方面：一是礦物填加劑本身不收縮，它的加入從整體比例上降低了聚丙烯改性料的收縮率；二是礦物填加劑的加入必然影響聚丙烯的結(jié)晶度，從而影響收縮率；三是微細(xì)的礦物劑加入后，起到一種成核劑的作用，改變了聚丙烯的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，防大的球晶的形成，也影響聚丙烯的成型收縮率。 23 玻璃纖維對(duì)聚丙烯改性料成型收縮率的影響 玻璃纖維對(duì)聚丙烯改性料成型收縮率的影響最大。如圖3所示，當(dāng)玻璃纖維的含量達(dá)到30%時(shí)以上時(shí)，其聚丙烯改性料的成型收縮率從1.8下降至0.5，而且表面處理過(guò)的玻纖對(duì)成型收縮率影響大于未進(jìn)行處理的玻纖。玻纖的加入一則破壞了聚丙烯的結(jié)晶度，影響收縮率，更重要的是玻璃纖維限制了聚丙烯的結(jié)晶收縮。 a：表面未處理 b：表面進(jìn)行處理 a：LDPE b：HDPE 2. 4 聚乙烯的加入對(duì)聚丙烯成型收縮率的影響 如圖4所示為聚乙烯加入聚丙烯中對(duì)成型收縮率和影響。從圖中可以看出聚乙烯的加入也影響聚丙烯改性料的成型收縮率。雖然聚乙烯也是一種高結(jié)晶度的塑料，成型收縮率也很大，但在加入聚丙烯中后相互都不同程度地破壞了各自的結(jié)晶度，使整體成型收縮率下降。 25 聚丙烯自身MFI的變化對(duì)成型收縮率的影響 聚丙烯的成型收縮率受其結(jié)晶度的影響，而結(jié)晶度又受其自身分子量大小的影響。當(dāng)MFI增大時(shí)，分子量減小，其結(jié)晶速度增大，成型收縮率增大。如圖5所示為聚丙烯MFI變化時(shí)對(duì)成型收縮率的影響。 26 幾種改性劑對(duì)聚丙烯成型收縮率影響的比較 各種改性劑對(duì)聚丙烯改性料成型收縮率的影響如表1所示，從表中可以看出各種改性劑對(duì)聚丙烯改性料成型收縮率的影響都不一樣，玻纖影響最大。 聚丙烯改性料的成型收縮率由于加入的改性劑不一樣，成型收縮率是不一樣的。在試驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，幾種改性劑并用時(shí)效果又不一樣，影響因素很多。如改性劑在聚丙烯中的分散程度、礦物改性劑自身的粒徑、各種礦物填加劑的表面處理情況等，都對(duì)成型收縮率有影響。此外，在成型過(guò)程中注塑機(jī)的成型工藝對(duì)成型收縮率的影響也很大。如注塑溫度和注塑壓力的變化對(duì)成型收縮率都有影響。 3結(jié)論 31聚丙烯改性料的成型收縮率較純聚丙烯小，基本是純聚丙烯的40%-70%之間。各種改性劑對(duì)聚丙烯改性料成型收縮率影響不同。影響順序大致為：玻纖礦物質(zhì)彈性體聚乙烯。 32改變聚丙烯的結(jié)晶度是控制聚丙烯改性料成型收縮率的關(guān)鍵所在。 33成型收縮率的控制是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，既要保證產(chǎn)品質(zhì)量，又要控制收縮率，需幾個(gè)方面同時(shí)考慮。 1. 填充改性常見(jiàn)的填充改性材料為CaCo3和滑石粉隨著CaCo3的增加，PP的結(jié)晶度、成型收縮率降低。這是因?yàn)镃aCo3起到了成核劑的作用，改變了PP的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，可防止大球晶的形成，導(dǎo)致PP的結(jié)晶度下降。CaCo3填充改性PP的成型收縮優(yōu)選法與其結(jié)晶度呈正比關(guān)系，結(jié)晶度減小，成型收縮率也相應(yīng)減??；另外，CaCo3本身不收縮，它的加入從整體上降低了改性PP的成型收縮率。因而PP經(jīng)填充改性后成型收縮率下降，且隨著CaCo3用量的增加面下降?；郾菴aCo3的效果更好，這是因?yàn)槠瑺罱Y(jié)構(gòu)的滑石粉比球狀結(jié)構(gòu)的CaCo3有更好的成核作用。2. 共混改性對(duì)PP成型收縮率的影響高密度聚乙烯（HDPE）和線性低密度聚乙烯（LLDPE）均能降低PP成型收縮率，但是LLDPE效果更好。3. 增