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文檔簡介
1、POE 在塑料增韌改性中的應用進展POE 是美國 DuPont Dow 化學公司于 1994 年采用限定幾何構型茂金屬催化劑技術推出的乙烯/ 辛烯共聚物。POE單體辛烯的質量分數(shù)在20 %30 %之間,商品名為Engage淇中聚乙烯鏈結晶區(qū)起物理交聯(lián)點的作用 ,一定量辛烯的引入降低了聚乙烯鏈的結晶度,形成了呈現(xiàn)橡膠彈性的無定型區(qū),其分子結構可人為地進行控制。 POE 獨特的分子結構決定了其綜合性能優(yōu)異,其彈性卓越、流動性良好、機械性能高、耐腐蝕性、透氣性、電性能優(yōu)異以及突出的耐低溫性和耐熱、耐臭氧、耐紫外線和耐水性,使其在通用和工程塑料的增韌和抗低溫的改性中倍受關注。1 POE 對通用塑料的改
2、性POE 對通用塑料的改性主要是研究其作為增韌劑改性剛性通用塑料,提高剛性通用塑料的韌性。1. 1 PE/ POE 體系近年來,木塑復合材料因其成本低、質量輕、機械性能好等優(yōu)點受到普遍關注。但熱塑性塑料在填充木粉后復合材料變脆,限制了木塑復合材料的應用和推廣。李蘭杰等 3 采用廢木粉填充高密度聚乙烯( HDPE) 制備木塑復合材料,并用茂金屬聚乙烯(mPE SP1520) 和 POE 分別對復合材料進行改性。在兩者用量小于12份時 ,兩者的增韌效果相差不大; 但在用量大于12 份以后,用 POE 增韌的復合材料的沖擊強度和斷裂伸長率增加十分迅速,而用mPE SP1520 時增加幅度比較平緩;用
3、 POE 改性能得到較好的增韌效果,擴大了材料的應用范圍。M J O C Guimaraes 4 等研究了 HDPE 與 POE 共混物的力學性能和熱性能,熱分析結果表明 HDPE和 POE 有一定的相互作用 ;材料的拉伸強度和斷裂伸長率得到了提高,當 POE 質量分數(shù)不小于5 % 時,材料在室溫下超韌。POE 改性 PE 制備的發(fā)泡材料具有良好的彈性和強度,可用于制作粘合膠帶。將30 份含離子結構的PE 和 6. 5 份偶氮二甲酰胺加入到 100 份質量分數(shù)為 30 %的 POE 和 70 %的 1845 烯 2 辛烯 (質量分數(shù)小 于 20 %) 聚合物 組成的混合物中 ,擠出成片材,輻射
4、交聯(lián) ,在 250 下發(fā)泡,所得1 mm 厚的泡沫片材具有良好的韌性;橫、縱方向的彎曲強度分別為30. 2 MPa 和 24. 3 MPa。1. 2 聚丙烯 (PP) / POE 體系眾所周知,作為大宗的通用塑料品種, PP 存在低溫韌性差和缺口敏感性大的缺點 , 因此 ,為了改善 PP 性能上的不足,彈性體增韌改性一直被視為最有效的途徑。雖然三元乙丙膠( EPDM) 對 PP 有良好的增韌效果,但目前 EPDM 價格高,商品原料多為塊狀,碎膠有一定困難,流動性也不太理想;同時由于 EPDM 本身有顏色,產品很難獲得色彩鮮艷的外觀。 POE 的問世,使其在用于PP 的增韌改性方面具有傳統(tǒng)彈性體
5、無法比擬的優(yōu)勢。 POE 增韌 PP 不僅可以克服EPDM 增韌 PP 的不足,而且還賦予PP 更高的沖擊性能、高透明性、高的熱穩(wěn)定、高性能/ 價格比等特點。張金柱 6 研究指出,POE 對PP 有更好的增韌作用,在相同的條件下混煉和注塑的樣品 ,無論PP 的熔融流動速率(MFR) 如何變化 ,其低溫( - 30 )沖擊能均是POE> EPDM > EPR ( 二元乙丙橡膠 ) ,特別是當使用高MFR ( >20)的PP時,EP2DM 改性的PP均已變脆,而POE改性的PP仍保持相當?shù)捻g性。 這樣避免 了以前增韌劑使用高流動性材料時降低體系韌性的缺陷 ,從而在生產上可使用高流
6、動性PP 體系 ,可以縮短成型周期,降低生產成本。商品化的 POE 本身呈顆粒狀 ,可以直接加入到顆粒狀PP 等其它材料中實行改性。 因此 POE 比 EPDM加工操作上更為簡便,這樣可大大降低生產成本6 。Da Silvi 7 研究了 PP/ POE 共混體系并與 PP/ EPDM 共混體系進行了比較。 結果表明,兩種共混體系具有相似的結晶行為,其力學性能相似,但 PP/ POE 共混物具有更低的轉矩,加工性能較好。馮予星 8 、 郭紅革 9 等研究了 PP/ POE 共混體系的相態(tài)結構、 增韌機理以及共混體系的力學性能。研究結果表明,在相同條件下,POE加入量比EPDM少,POE用量為20
7、份時就可使PP獲得高的低溫沖擊強度 ,減少了因加入彈性體而引起的剛性和強度損失。在 PP/ POE 共混體系中 , POE 在 PP 連續(xù)相中形成均勻的 “海 2 島 ”結構 ; POE 對 PP 改性符合銀紋剪切機理,可有效提高PP 的常溫、 低溫沖擊強度。 通過 PP 與彈性體交聯(lián)的方法可以得到熱塑性硫化膠 ( TPV) , TPV 在實際生產中有很高的應用價值。Fritz 等10 將 POE 接枝乙烯基硅烷并分散于PP 中,共混物經水解水交聯(lián)得到TPV ;所得 TPV 易于加工成制品 ,并具有優(yōu)秀的表面性能。制品具有高斷裂強度和斷裂伸長率,寬范圍的邵氏硬度,非常低的霧度,使用了 POE
8、而無、氣味,可以廣泛應用于汽車領域。1. 3 聚苯乙烯 (PS) / POE 體系PS 由于質硬性脆、耐熱性差 ,因此其應用仍受到限制。為改進其缺點,人們采用共聚或共混等方法開發(fā)了一系列聚苯乙烯系改性樹脂,如苯乙烯與橡膠進行接枝共聚合制得了耐高沖聚苯乙烯 ( HIPS) 樹脂 ,雖然引入橡膠后提高了聚苯乙烯樹脂的抗沖擊性能,但卻喪失了透明性。而POE 具有良好的透明性和柔軟性,苯乙烯基樹脂 / POE 復合材料則可用于食品容器和包裝材料等對產品外觀要求嚴格的領域。 用 POE 改性苯乙烯基樹脂提高其沖擊強度和表觀性能,經共混、造粒、注射成型,樣品具有良好的抗沖擊性能,可用于制備電氣制品 11
9、,12 2. 4 通用塑料 / POE/ 無機填料體系如何減少增韌劑POE 的用量來降低成本又不影響到增韌效果,這是通用塑料/ POE 體系研究開發(fā)的熱點與方向。 在共混物中添加無機或有機填料可使制品的原料成本降低達到增量的目的 ,或使制品的性能有明顯的改善 ,近年來可見在通用塑料/ POE 共混體系中加入無機填料報道。王雄剛等 13 針對回收高密度聚乙烯(RHDPE) 制得的管材環(huán)剛度不足的缺點,采用滑石粉和自制的改性 POE (MPOE) 對 RHDPE 進行了改性。 隨著 MPOE 用量的增加,三元體系的沖擊強度大幅度上升,當質量分數(shù)為 10 %時體系的沖擊強度從9. 3 MPa 上升到
10、 15. 2 MPa , 但拉伸強度和彎曲模量下降較多。而滑石粉的加入使體系剛性大幅增加,在滑石粉質量分數(shù)為 40 % 時,制得的RHDPE 管材的環(huán)剛度增加了 54 %,達到了工業(yè)生產的要求。同時他們還研究PVC/MPOE/ 無機填料體系的力學性能,結果表明,當填充母料中滑石粉或碳酸鈣的質量分數(shù)為 70 %時,三元復合體系的綜合性能最好14 。顧圓春等 15 采用合金化技術和填充復合工藝 ,制得高性能的 納米 ( SiO2 ) / POE/ 納米高嶺土三元復合材料。納米高嶺土和彈性體對PP 增韌具有協(xié)同作用,呈現(xiàn)的并不是二者獨立增韌作用的簡單加和; 納米高嶺土的最佳質量分數(shù)為5 %,用掃描電
11、子顯微鏡(SEM)觀察PP/ POE(質量分數(shù)為20 %) /納米高嶺土(質量分數(shù)為 5 %) 的沖擊斷面,可以看到高嶺土粒子被基體所包覆以層狀結構分散于共混物基體中,界面結合牢固,這種界面的牢固結合以及獨特的分散形態(tài)導致該體系具有較高的拉伸強度和突出的沖擊韌性。江濤等 16 研究 PP/ POE/ 納米 SiO2 復合材料后得出結論:熔融共混法使POE 與 SiO2 均勻分散在PP 基體中 ,雖然納米 SiO2 粒子在 PP 中的分散呈微粒團聚體分布,但與其本身的二次粒子粒徑相當且小于臨界粒徑,因此在受到沖擊時起到了吸收能量阻礙裂紋擴展的作用,從而提高了材料的韌性。通用塑料/ POE的改性研
12、究復合體系具有優(yōu)異的綜合性能,現(xiàn)已開發(fā)出多種產品,特別是汽車保險杠具有廣闊的市場前景。申欣 17 等人以 PP 為基礎樹脂, POE 為增韌劑 ,用硬脂酸鋁表面處理的滑石粉為增強填料,采用雙螺桿擠出機制得性能符合要求的汽車保險杠專用料。 改性過的 PP 缺口沖擊強度高達723 J / m ,且具有增強的柔軟性、優(yōu)良的耐熱、耐低溫及耐老化性能。劉喜軍 18 以 PP 為基料 , 通過與共聚丙烯( PPB) 、 POE、 硅灰石以及其它助劑共混改性,制得保險杠、門板汽車專用料。檢測分析表明,當m ( PP) : m(PPB) : m ( POE) : m (硅灰石)為(4548) : (2629)
13、 : (1922) : (46)時,共混料完全可以滿足汽車保險杠性能要求;當m ( PP) : m (PPB) : m(POE) : m(硅灰石)為(4550) : (2729) : (36) : (1720)時,共混料完全可以滿足汽車門 板性能要求。研究中還發(fā)現(xiàn),硅灰石也有一定的增韌功能,部分起到了玻璃短纖維的作用。2 POE 對工程塑料的改性,是改善POE 的非極性限制了其進一步的應用,采用溶液聚合或熔融擠出賦予聚烯烴一定的極性和反應活性聚烯烴與工程塑料之間界面親和性的常用方法。 POE 功能化的方法主要是通過FCr接枝的手段實現(xiàn)的,接枝POE 直接與工程塑料共混表現(xiàn)出良好的增韌效果,是一
14、種很好的增韌劑;在復合材料中則既具有增韌效果,也具有增容的作用。2. 1 聚酯 / POE 體系聚對苯二甲酸乙二醇酯( PET) 作為工程塑料使用時,其缺點是加工中熔體粘度低,在通常的塑加工溫度下結晶速度慢、沖擊性能差等, 限制了它作為工程塑料的廣泛應用。用接枝POE 改性 PET 的復合材料表現(xiàn)出良好的耐熱、抗沖擊性能,這種材料由60 %90 %的回收熱塑性 PET和10 %40 %的用甲基丙烯酸縮水硅油醚改性的 POE 經熔融共混制得 19 。孫東成等 20 利用 SEM 、 力學性能測試等方法研究了 POE 接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(POE2g2GMA)增韌 PET 的形態(tài)結構與性能的關
15、系。 PET/ POE2g2GMA 共混物的韌性隨POE-g-GMA 用量的增加而顯著提高 ,當 POE-g-GMA 質量分數(shù)達到 20 %時, PET/ POE2g2GMA 共混物的沖擊強度達到 873 J / m ;結果表 明 ,POE 接枝物與 PET 末端羧基或羥基 “原位 ”反應形成的共聚物改善了 PET 與 POE 的相容性 ,顯著地提 高了共混物的力學性能。未接枝的 POE 對聚對苯二甲酸丁二酯(PB T) 增韌作用不大,而官能化的POE 對 PB T 增韌顯著 ,共混體系的脆韌轉變在較低POE 接枝馬來酸酐POE-g-MA H 質量分數(shù) (10 %) 下發(fā)生,意味著在保證增韌效
16、果的前提下可以減少增韌劑的用量,從而既降低了材料成本又減少了因加入低模量POE-g-MA H 組分而引起材料強度和彈性模量的損失。 POE-g-MA H 與 PB T 在擠出過程中原位生成了 POE2g2PB T 共聚物 ,增大了兩相界面相互作用,共混體系具有更加均衡的強度和韌性, 綜合性能較好。 SEM 顯示 , POE2g2MA H/ PB T共混體系中分散相具有更細微的分散,有效地誘導PB T 基體產生銀紋和剪切屈服,消耗大量的沖擊能21 。2. 2 PA/ POE 體系最近幾年來,POE 的應用范圍已開始滲透到 尼龍工程塑料領域 , POE 作為尼龍 ( PA) 的新型改性劑正引起人們
17、的特別關注。與傳統(tǒng)EPDM 相比 ,在相同增韌劑含量和相同相容劑含量下, POE 增韌尼龍的效果較好22 。PA66 與 POE 共混可以相互取長補短,獲得所需要的使用性能。 但 PA66 與 POE 屬不相容體系 ,以前使用較多的增容劑是EPDM 接枝馬來酸酐( EPDM2g2MA H) ,但馬來酸酐MA H 的接枝率和轉化率較低 ,增容效率不高。而POE 接枝馬來酸酐( POE2g2MA H) 能顯著改善PA66 與 POE 間的相容性和界面粘結性,POE-g-MA H 可使PA66/ POE2g2模MA H 共混材料的缺口沖擊強度提高至純PA66材料的14倍左右。實驗發(fā)現(xiàn)共混材料分散相的
18、彈性體顆粒內部存在較多份量的有序結構,分散相顆粒具有明顯促進結晶的作用 ,此作用引起PA66 基體結晶溫度增加,結晶度增大,并在分散相質量分數(shù)為15 %的脆韌轉變條件下,達到極大值。試樣熔體的冷卻速率越快,則此種促進結晶的作用就越明顯 23 。陸波等 24 研究了 POE 對 PA6/ POE/ POE-g-MA H 共混物的力學性能、耐熱性和流變性能的影響。結果表明 : 在 12. 5 份 POE-g-MA H 存在的條件下,隨著 POE 用量增大,共混物的缺口沖擊強度不斷增大,而拉伸強度、維卡軟化溫度、表觀粘度降低。在混合體系中 , POE-g-MA H 具有增容和增韌的雙重作用 ;加 入
19、 30 份 POE 時,共混物的維卡軟化溫度下降12 ,這是因為PA6 在共混物中是連續(xù)相 , POE 為分散相 ,PA6 的耐熱性比 POE 好。H. Chen 等25 用擠出的方法制得PA1010/POE-g-MA H 共混物樣品,研究了不同接枝率和不同含量的彈性體對共混體系力學性能的影響。結果表明,當彈性體含量一定、接枝率為0. 51 % 時,共混體系的綜合力學性能最好;在 PA1010/POE-g-MA H 體系中 , 隨 POE-g-MA H 含量增加,彈性體粒子的平均尺寸保持不變,這是因為擠出過程形成的共聚物PA1010/ POE-g-MA H 阻礙了彈性體粒子的聚集。2. 3 P
20、PO/ PA/ POE 體系將非晶性的聚苯醚( PPO) 和結晶性的 PA 進行共混,所得共混物兼具PA 和 PPO 的優(yōu)點 ,在不損失 PPO 的高玻璃化轉變溫度和尺寸穩(wěn)定性的前提下, 又賦予 PA 耐溶劑性和成型性。 但 PPO 與 PA 是典型的非相容體系,因此,改善兩者的相容性是關鍵26 。馮威等27 研究PPO/ PA6/ POE-g-MA H共混體系的相態(tài)結構和力學性能 ,POE-g-MA H增強了 PPO和PA6之間的相互作用,在所研究白范圍內,PPO和POE分散在PA6連續(xù)相中,共混物的脆韌轉變受 控于相間的界面強度和彈性體的用量。在保證共混體系各組分間具有適當相容性的情況下,
21、可以制得高韌性的PPO/ PA6/ POE-g-MA H 共混物,體系的缺口沖擊強度可達 600 J / m。透射電鏡(TEM)觀察發(fā)現(xiàn),沖擊斷 面下方應力發(fā)白區(qū)有大量空穴,表明彈性體的空穴化是誘發(fā)剪切帶從而吸收能量的原因。3. 4 其它工程塑料/ POE體系劉曉紅28 比較了不同種類和用量的增韌劑對聚碳酸酯(PC)力學性能的影響。結果表明,乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)的加入使材料缺口沖擊強度提高至純PC的25倍,但拉伸強度急劇下降;POE-g-MA H 對PC的增韌效果僅次于EVA,但材料拉伸強度降低程度比EVA小且材料的斷裂伸長率提高很多。而其它兩種共混體系PC/乙烯2丙烯酸共聚物(EAA)
22、 、PC/馬來酸酎接枝線型低密度聚乙烯(LLDPE-g-MA H) 的性能介于EVA和POE-g-MA H 之間。綜合考慮材料的各種機械性能,添加質量分數(shù)20 %的POE2g2MA H的PC性能最佳。POE可以改性熱塑性聚氨酯(PU)。含有PU質量分數(shù)30 %90 %,POE質量分數(shù)10 %70 % , 特殊的雙酰胺 0. 1 %5. 0 %的復合材料具有中等強度、高彈性和低的永久變形,可用于制備薄膜和片材29 。湖南省塑料研究所采用 POE、苯乙烯、丙烯睛共聚物(AS)和EVA三元共聚物材料制造運動鞋底、跑 道、鋁塑復合板芯和電動工具手柄等。由于 POE是非極性彈性材料,與AS的粘合性差,加
23、入EVA作相容 劑,POE對共混材料的影響起主導作用 ,拉伸強度、斷裂伸長率、壓縮永久變形隨POE用量的增加而增加30 。4. 展望塑料改性是改善或提高塑料制品質量檔次,降低加工成本,提高附加值的有效方法,也是獲得具有獨特功能的新型高分子材料的最佳途徑。POE是一種優(yōu)異的新型熱塑性彈性體,廣泛應用于塑料改性中,增加對POE接枝改性以及與 POE形成共聚物的研究,進一步提高POE與塑料基體之間的相容性,可以擴大其在塑料領 域中的應用。另外,筆者認為隨著改性技術的發(fā)展,單純的共混、接枝、加入增容劑等改性技術呈現(xiàn)了一定的局限性,單項性能的提高通常會導致其它性能的降低,因此將各種改性技術復合,從而制備
24、出綜合性能優(yōu)異的材料是研究的熱點。相信隨著廣大科研人員的研究和開發(fā),POE將在更廣闊的領域中得到應用。聚烯燃彈性體POE的性能及使用范圍POE是由辛烯和聚烯燒樹脂組成的,連續(xù)相與分散相呈現(xiàn)兩相分離的聚合物摻混物,通過掃描電子顯微鏡或相差顯微鏡的圖像表明,可以形成以橡膠為連續(xù)相、樹脂為分散相或以橡膠為分散相、樹脂為連續(xù)相, 或者兩者都呈現(xiàn)連續(xù)相時的互穿網(wǎng)絡結構。隨著相態(tài)的變化,共混物的性能也隨之而變。若橡膠為連續(xù)相 時,呈現(xiàn)近似硫化膠的性能;樹脂為連續(xù)相時,則性能近于塑料。加工與配合:POE不需混煉和硫化??刹捎猛ǔ崴苄运芰霞庸ぴO備進行加工成型。成型加工溫度和 加工壓力一般應略高一些,可在極高
25、的加工速度下加工??梢宰⑸涑尚?、擠出成型,也可用壓延機加工成 板材或薄膜,并可吹塑成型,利用熱成型可制造形狀復雜的制品??筛鶕?jù)需要添加各種顏料制成不同的顏 色。有些生產廠家依制品的使用要求,提供如耐油型、阻燃型、電穩(wěn)定型以及可靜電涂料型等各種品級的 特殊配合料。有時為改善加工性能和某些制品的使用性能或降低成本時,也可以加入某些配合劑,如抗氧 劑、軟化劑和填充劑、著色劑等。邊角料和廢料可回收重復加工使用。但一般摻入比例不超過30%,這樣對性能無影響POE對共混體系的影響POE是采用茂金屬催化劑的乙烯和辛烯實現(xiàn)原位聚合的熱塑性彈性體,其特點是:(1)辛烯的柔軟鏈卷曲結構和結晶的乙烯鏈作為物理交聯(lián)點
26、,使它既有優(yōu)異的韌性又有良好的加工性。(2) POE分子結構中沒有不飽和雙鍵,具有優(yōu)良的耐老化性能。(3) POE分子量分布窄,具有較好的流動性,與聚烯煌相容性好。(4)良好的流動性可改善填料的分散效果,同時也可提高制品的熔接痕強度。隨著POE含量的增加,體系的沖擊強度和斷裂伸長率有很大的提高??梢?, POE對PP有優(yōu)良的增韌 作用,與PP、活性碳酸鈣有較好的相容性。這是因為POE的分子量分布窄,分子結構中側辛基長于側乙基,在分子結構中可形成聯(lián)結點,在各成分之間起到聯(lián)結、緩沖作用,使體系在受到沖擊時起分散、緩沖 沖擊能的作用,減少銀紋因受力發(fā)展成裂紋的機會,從而提高了體系的沖擊強度。當體系受到
27、張力時,由 于這些聯(lián)結點所形成的網(wǎng)絡狀結構可以發(fā)生較大的形變,所以,體系的斷裂伸長率有顯著的增加,當POE的含量增加時,體系的拉伸強度、彎曲強度和彎曲模量均有所下降,這是由POE本身的性能決定的,故POE的含量應控制在20%以下。POE的含量與熔融指數(shù)的關系,加入POE后,體系的熔融指數(shù)增加。POE本身的流動性較好,它的加入,同時也改善了整個體系的流動性,當POE含量超過15份以后,體系的熔融指數(shù)基本沒有變化,若要繼續(xù)提高體系的流動性,則不能完全依賴于POE。基本特性:(1) POE具有熱塑性彈性體的一般物性,如成型性、廢料再利用和硫化膠性能等。(2)價格低,并且相對密度小,因而體積價格低廉。
28、(3)耐熱性、耐寒性優(yōu)異,使用范圍寬廣。(4)耐候性、耐老化性良好。(5)耐油性、耐壓縮永久變形和耐磨耗等不太好。應用范圍:主要用于改性增韌PP、pE 和PA在汽車工業(yè)方面制作保險杠、擋泥板、方向盤、墊板等等。電線電纜工業(yè)上耐熱性和耐環(huán)境性要求高 的絕緣層和護套。也用于工業(yè)用制品如膠管、輸送帶、膠布和模壓制品。醫(yī)療器械以及家用電器、文體用 品、玩具等,以及包裝薄膜等等。POE 彈性體材料的性能用途-7086、7256、8556、7380、7270、7447、7467DuPont Dow 彈性體公司的 Engage ENR 7086 (門尼粘度 26, 0.901g/cm3, >0.5g/
29、10min)是一種高熔體強 度的乙烯-丁烯共聚物,設計用于改性PP均聚或共聚物,應用于吹塑、擠出和熱成型。它也是能用于提高填充HDPE擠出料的熔體強度和韌性。當與 PP混合后(用量15%20%),可吹塑更大的部件,如艇的 護舷物,允許采用更大的牽引和更寬的加工窗口進行熱成型。它也能提高透明PP的沖擊強度,以替代PET和PS。ENR 7256 (2g/10min,0.885g/cm3 ,邵 A 硬度 79,乙烯-丁烯)和 ENR 8556 (2g/10min,0.885g/cm3 ,邵 A 硬度68,乙烯-辛烯)都為管材、型材和線 /纜的發(fā)泡和擠出進行過優(yōu)化。二者的加工性能得到改進,擠出 速率更
30、快。用于線/纜,與填料或交聯(lián)結合可提高物理性能;用于擠出型材,則擠出速率更快,產量更高。 目標市場包括交聯(lián)彈性體和韌性熱塑性材料。ENR 7380 (門尼粘度48, 0.870g/cm3)是一種丁烯品級,設計在軟質TPE中作為一種彈性添加劑。 當25% 30%的7380與SEBS混合時,可使材料保持所有關鍵T的同時降低成本5%10%。其低的結晶度和增強的熔體強度也使它可作為熱成型PP的優(yōu)異改性劑。ENR 7270 (0.8 g/10min, 0.880 g/cm3) , ENR 7447 (5 g/10min, 0.865 g/cm3 )和 ENR 7467 ( 1.2 g/10min, 0.
31、862 g/cm3)是三種丁烯品級,設計用于汽車TPO和非汽車塑料改性。ENR 7467是一種高性能品級,具有極低 的結晶度和優(yōu)異的低溫韌性。ENR 7270則是一種通用品級,提供了良好的性價比,用于改性PP和HDPE。ENR 7447是一種高流動低密度的品級,設計用于與別的Engage彈性體一起微調 PP和HDPE的改性。在PP和HDPE中用5%10%, ENR 7270和7447就能顯著提高家具、電器和草坪 /花園設備的抗沖擊性能。增韌劑(POE)應用于PP改性聚丙烯是五大通用塑料之一,但它的成型收縮率大、易翹曲變形等缺點,限制了其在結構材料和工程塑料 方面的應用。以POE為增韌劑,對體系
32、進行增韌改性,同時配以碳酸鈣在降低成本的同時,使復合材料取得各項均衡的力學性能,拓展了聚丙烯的應用空間。1、碳酸鈣的活化隨著復合材料工業(yè)的迅速發(fā)展,碳酸鈣已不僅僅是一種填充劑,同時也是一種重要的改性劑。在聚丙烯共混改性體系中, 加入碳酸鈣可以降低制品的成型收縮率和原料成本, 提高改性聚丙烯制品的剛性和耐熱性。但是,碳酸鈣是無機填料,與聚丙烯的相容性較差,所以在使用前需進行活化處理,以提高碳酸鈣與聚合物分子鏈的結合力,提高填充聚丙烯材料的力學性能,建議使用 800 目以上的重質碳酸鈣,經干燥處理后投入高速攪拌機中,然后加入適量的磷酸脂偶聯(lián)劑,高速攪拌15-20 分鐘,對碳酸鈣進行活化處理?;蛘咧?/p>
33、接使用 800 目以上的活性重質碳酸鈣。在共混體系中隨著活化碳酸鈣含量的增加,體系的沖擊強度先快速增加, 30 份以后增加緩慢, 40 份 以后沖擊強度降低。用偶聯(lián)劑活化過的碳酸鈣,能使材料的沖擊強度增加,這是因為活化碳酸鈣的粒子表 面發(fā)生了物理化學結構和性質的改變,更易分散在基體中。當碳酸鈣的含量超過一定程度時,會出現(xiàn)無機 粒子集結堆積現(xiàn)象,使共混體系的結構產生內部缺陷,造成各項力學性能的下降。所以,碳酸鈣的用量以 不超過 40 份為宜。2、 POE 對共混體系的影響POE 是采用茂金屬催化劑的乙烯和辛烯實現(xiàn)原位聚合的熱塑性彈性體,其特點是:(1)辛烯的柔軟鏈卷曲結構和結晶的乙烯鏈作為物理交
34、聯(lián)點,使它既有優(yōu)異的韌性又有良好的加工性。( 2 ) POE 分子結構中沒有不飽和雙鍵,具有優(yōu)良的耐老化性能。( 3) POE 分子量分布窄,具有較好的流動性,與聚烯烴 相容性好。( 4)良好的流動性可改善填料的分散效果,同時也可提高制品的熔接痕強度。隨著 POE 含量的增加,體系的沖擊強度和斷裂伸長率有很大的提高??梢姡?POE 對 PP 有優(yōu)良的增韌 作用,與PP、活性碳酸鈣有較好的相容性。這是因為POE的分子量分布窄,分子結構中側辛基長于側乙基,在分子結構中可形成聯(lián)結點,在各成分之間起到聯(lián)結、緩沖作用,使體系在受到沖擊時起分散、緩沖 沖擊能的作用,減少銀紋因受力發(fā)展成裂紋的機會,從而提高
35、了體系的沖擊強度。當體系受到張力時,由 于這些聯(lián)結點所形成的網(wǎng)絡狀結構可以發(fā)生較大的形變,所以,體系的斷裂伸長率有顯著的增加,當 POE 的含量增加時,體系的拉伸強度、彎曲強度和彎曲模量均有所下降,這是由 POE 本身的性能決定的,故 POE 的含量應控制在20% 以下。POE 的含量與熔融指數(shù)的關系,加入 POE 后,體系的熔融指數(shù)增加。 POE 本身的流動性較好,它的加入,同時也改善了整個體系的流動性,當 POE 含量超過 15份以后,體系的熔融指數(shù)基本沒有變化,若要繼續(xù)提高體系的流動性,則不能完全依賴于POE。3、老化為了使該材料有良好的耐候性,在體系中加入適量的防老化母料或抗氧劑,經測
36、試,試片在氙燈紫外線輻射 1000h, 相當于一年的時間, 沖擊強度、 拉伸強度保持率分別為 88%和 86% 。 氙燈紫外線輻射 3000h ,相當于三年的時間,沖擊強度和拉伸強度的保持率分別為74%和 71% ,優(yōu)良的耐老化性能,使該材料的使用周期長,減少了廢棄塑料對環(huán)境的污染聚烯烴彈性體( POE )塑料的特性和應用范圍介紹POE 是由辛烯和聚烯烴樹脂組成的, 連續(xù)相與分散相呈現(xiàn)兩相分離的聚合物摻混物, 通過掃描電子顯微鏡或相差顯微鏡的圖像表明,可以形成以橡膠為連續(xù)相、樹脂為分散相或以橡膠為分散相、樹脂為連續(xù)相,或者兩者都呈現(xiàn)連續(xù)相時的互穿網(wǎng)絡結構。隨著相態(tài)的變化,共混物的性能也隨之而變
37、。若橡膠為連續(xù)相時,呈現(xiàn)近似硫化膠的性能;樹脂為連續(xù)相時,則性能近于塑料。加工與配合: POE 不需混煉和硫化??刹捎猛ǔ崴苄运芰霞庸ぴO備進行加工成型。成型加工溫度和 加工壓力一般應略高一些,可在極高的加工速度下加工??梢宰⑸涑尚汀D出成型,也可用壓延機加工成板材或薄膜,并可吹塑成型,利用熱成型可制造形狀復雜的制品。可根據(jù)需要添加各種顏料制成不同的顏色。有些生產廠家依制品的使用要求,提供如耐油型、阻燃型、電穩(wěn)定型以及可靜電涂料型等各種品級的特殊配合料。有時為改善加工性能和某些制品的使用性能或降低成本時,也可以加入某些配合劑,如抗氧劑、軟化劑和填充劑、著色劑等。邊角料和廢料可回收重復加工使用。但一般摻入比例不超過30,這樣對性能無影響POE 對共混體系的影響POE 是采用茂金屬催化劑的乙烯和辛烯實現(xiàn)原位聚合的熱塑性彈性體,其特點是:( 1)辛烯的柔軟鏈卷曲結構和結晶的乙烯鏈作為物理交聯(lián)點,使它既有優(yōu)異的韌性又有良好的加工性。( 2 ) POE 分子結構中沒有不飽和雙鍵,具有優(yōu)良的耐老化性能。(3) POE 分子量分布窄,
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