改性工程塑料行業(yè)培訓(xùn)教程-9汽車用PP

1、新材料行業(yè)新材料行業(yè)改性工程塑料改性工程塑料 培培 訓(xùn)訓(xùn) 教教 程程（9）汽車用改性材料汽車用改性材料 WUHU NIUMAITE NewMaterialTechnologyCentre汽車用改性汽車用改性PP材料的開發(fā)與應(yīng)用材料的開發(fā)與應(yīng)用在汽車用諸多塑料品種中，各類改性在汽車用諸多塑料品種中，各類改性PP 材料在汽車材料材料在汽車材料上的開發(fā)與應(yīng)用，一直是汽車工業(yè)和塑料工業(yè)關(guān)注的焦點。上的開發(fā)與應(yīng)用，一直是汽車工業(yè)和塑料工業(yè)關(guān)注的焦點。 通過各種改性加工手段制得的改性通過各種改性加工手段制得的改性PP材料具有優(yōu)異的性材料具有優(yōu)異的性能，可以滿足各種不同汽車部件的功能要求。能，可以滿足各種不

2、同汽車部件的功能要求。PP可用作多種可用作多種汽車零部件，現(xiàn)在典型的乘用車中，汽車零部件，現(xiàn)在典型的乘用車中，PP塑料部件占塑料部件占60個。個。 各種增韌、填充、增強各種增韌、填充、增強PP 材料在汽車各大總成系統(tǒng)中獲材料在汽車各大總成系統(tǒng)中獲得了廣泛應(yīng)用。得了廣泛應(yīng)用。 隨著塑料改性技術(shù)的發(fā)展，不斷有新的改性技術(shù)成功地應(yīng)隨著塑料改性技術(shù)的發(fā)展，不斷有新的改性技術(shù)成功地應(yīng)用在改性用在改性PP的研制上，各種功能型改性的研制上，各種功能型改性PP正在或即將廣泛地正在或即將廣泛地作為汽車材料應(yīng)用。預(yù)計今后幾年內(nèi)，作為汽車材料應(yīng)用。預(yù)計今后幾年內(nèi)，PP塑料汽車零部件將塑料汽車零部件將增至增至2OO多

3、個。多個。 前言前言 與汽車工業(yè)發(fā)達國家相比，我國還存在很大的差距，德與汽車工業(yè)發(fā)達國家相比，我國還存在很大的差距，德國、美國、日本等國的汽車塑料用量已達到國、美國、日本等國的汽車塑料用量已達到10%15%，有，有的甚至達到了的甚至達到了20%以上。雖然各國使用的塑料品種不盡相同，以上。雖然各國使用的塑料品種不盡相同，但大體相似。但大體相似。國國 別別 塑塑 料料 品品 種種德德 國國PVC，PU，PP，PE，ABS美美 國國PU，PP，PE，PVC，ABS日日 本本PVC，PP，PU，ABS，PE，*FRP表：發(fā)達國家表：發(fā)達國家汽車汽車塑料品種比較塑料品種比較目前，發(fā)達汽車工業(yè)國家單車目前

4、，發(fā)達汽車工業(yè)國家單車PP 材料的用量達到近材料的用量達到近40kg，占整車塑料材料應(yīng)用量的，占整車塑料材料應(yīng)用量的1/3，成為汽車上所有塑，成為汽車上所有塑料材料中用量最大的品種。料材料中用量最大的品種。 在我國，塑料件約占汽車自重的在我國，塑料件約占汽車自重的7%10%。我國汽車用塑料的品。我國汽車用塑料的品種按用量排列依次為種按用量排列依次為PP，PVC，PU，不飽和樹脂，不飽和樹脂，ABS，PF，PE，PA，PC，復(fù)合材料。，復(fù)合材料。自自20世紀(jì)世紀(jì)90年代以來，隨著汽車材料國產(chǎn)化的開展，我國汽車用年代以來，隨著汽車材料國產(chǎn)化的開展，我國汽車用塑料步入了世界發(fā)展的軌道。塑料步入了世界

5、發(fā)展的軌道。 車車 型型 塑塑 料料 用用 量量轎轎車車、輕輕型型車車CA7220小紅旗轎車小紅旗轎車88.33kg上海桑塔納上海桑塔納67.2 kg奧迪奧迪89.98 kg富康富康81.5 k g依維柯依維柯0041144.5 kg重重型型車車斯太爾斯太爾149182.25kg斯太爾王斯太爾王120.5 kg表表2：車型與塑：車型與塑 料料 用用 量量2 PP 材料改性原理材料改性原理 被廣泛使用被廣泛使用PP 材料的優(yōu)點：材料的優(yōu)點：來源廣泛、密度小、力學(xué)均衡性好、來源廣泛、密度小、力學(xué)均衡性好、耐化學(xué)腐蝕、易加工及價格低廉等耐化學(xué)腐蝕、易加工及價格低廉等PP 材料的缺點：材料的缺點：收縮

6、率大，尺寸穩(wěn)定性差，收縮率大，尺寸穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生翹曲變形；容易產(chǎn)生翹曲變形；低溫易脆斷，韌性差；低溫易脆斷，韌性差；耐光老化、耐熱老化性能差等耐光老化、耐熱老化性能差等無法滿足汽車保險杠、無法滿足汽車保險杠、儀表板、護風(fēng)圈、發(fā)動機風(fēng)扇儀表板、護風(fēng)圈、發(fā)動機風(fēng)扇等部件的特殊使用要求，等部件的特殊使用要求，PP 材料必須進行改性。材料必須進行改性。.PP的特點的特點拉伸強度在拉伸強度在20M30MPa之間，彎曲強度在之間，彎曲強度在25M50MPa之間，之間，彎曲模量在彎曲模量在800M1500MPa之間。之間。模量和耐熱性較低，沖擊模量和耐熱性較低，沖擊強度較差，因此不能直接用作汽車配件。強

7、度較差，因此不能直接用作汽車配件。.2PP的改性方法的改性方法 PP改性總體上可以劃分化學(xué)改性和物理改性。改性總體上可以劃分化學(xué)改性和物理改性。 化學(xué)改性主要是改變聚丙烯的分子鏈結(jié)構(gòu)從而改進材料化學(xué)改性主要是改變聚丙烯的分子鏈結(jié)構(gòu)從而改進材料性能，包括性能，包括共聚、接枝、交聯(lián)、氯化共聚、接枝、交聯(lián)、氯化等。等。 物理改性主要是通過改變聚丙烯的高次結(jié)構(gòu)物理改性主要是通過改變聚丙烯的高次結(jié)構(gòu),以達到改善以達到改善材料性能的目的，包括：材料性能的目的，包括：共混改性、填充改性、復(fù)合增強、共混改性、填充改性、復(fù)合增強、表面改性表面改性等。等。 近年來，隨著共聚、合金化、共混、復(fù)合、動態(tài)硫化等近年來，

8、隨著共聚、合金化、共混、復(fù)合、動態(tài)硫化等改性技術(shù)的發(fā)展，改性技術(shù)的發(fā)展，PP改性品種激增，高流動性、超高韌性、改性品種激增，高流動性、超高韌性、高剛性、耐熱等高性能高剛性、耐熱等高性能PP相繼問世，促進了相繼問世，促進了PP在汽車工業(yè)的在汽車工業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展，應(yīng)用與發(fā)展，PP在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛，不論是在品種在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛，不論是在品種上和數(shù)量上，發(fā)展速度都相當(dāng)快。上和數(shù)量上，發(fā)展速度都相當(dāng)快。聚丙烯的改性方法聚丙烯的改性方法PPPP的的改改性性方方法法填充：粉末狀礦物填充PP增強：玻璃纖維 增強PP共聚：與乙烯共聚無規(guī)共聚無規(guī)共聚嵌段共聚嵌段共聚共混：PP合金與與HDPE共混共

9、混與與EPR和和TPE共混共混與聚酰胺共混與聚酰胺共混增韌、提高耐增韌、提高耐寒性；寒性；但強度但強度和耐熱性降低和耐熱性降低增韌、提高增韌、提高耐熱、耐磨耐熱、耐磨和強度。和強度。提高耐熱性、剛度、硬提高耐熱性、剛度、硬度；降低收縮和熱膨脹度；降低收縮和熱膨脹大幅度提高耐熱性、剛大幅度提高耐熱性、剛度、硬度；降低收縮和度、硬度；降低收縮和熱膨脹；工程塑料熱膨脹；工程塑料EPR ：乙丙橡膠：乙丙橡膠TPE：熱塑型彈性：熱塑型彈性體體.3機械共混改性法機械共混改性法最常見的改性方最常見的改性方法法機械共混改性法機械共混改性法利用溶度參數(shù)相近的兩種或兩種以上利用溶度參數(shù)相近的兩種或兩種以上的聚合物

10、材料及助劑在一定的溫度下進行機械摻混，得到的聚合物材料及助劑在一定的溫度下進行機械摻混，得到一種新材料的方法。一種新材料的方法。優(yōu)點：投資少、見效快，材料性能設(shè)計自由度大優(yōu)點：投資少、見效快，材料性能設(shè)計自由度大PP 材料的共混改性：材料的共混改性：共混改性共混改性PP 材料材料增韌劑增韌劑填充劑填充劑改性劑改性劑改性改性PP 材料材料汽車保險杠汽車保險杠內(nèi)外裝飾件：內(nèi)外裝飾件：(如儀表板、如儀表板、車門內(nèi)護板、車門內(nèi)護板、水箱面罩等水箱面罩等)非受力結(jié)構(gòu)零件：非受力結(jié)構(gòu)零件：(如護風(fēng)圈、如護風(fēng)圈、暖風(fēng)機殼體暖風(fēng)機殼體發(fā)動機風(fēng)扇等發(fā)動機風(fēng)扇等)2.4高分子材料共混改性的目的高分子材料共混改性的

11、目的（1）改善高分子材料的某些物理機械性能：）改善高分子材料的某些物理機械性能： 改善韌性（提高抗沖擊性）改善韌性（提高抗沖擊性） 改善耐熱性改善耐熱性 提高尺寸穩(wěn)定性提高尺寸穩(wěn)定性 提高耐磨性提高耐磨性 改善耐化學(xué)藥品性（耐溶劑性）改善耐化學(xué)藥品性（耐溶劑性） 其它物理機械性能，如氣密性、耐候性、阻燃性、阻尼性、粘結(jié)性、其它物理機械性能，如氣密性、耐候性、阻燃性、阻尼性、粘結(jié)性、 抗靜電性、生物相容性等?？轨o電性、生物相容性等。 （2）改善高分子材料的加工性能：）改善高分子材料的加工性能： 改善高分子材料的熔體流動性，即通過共混改變聚合物的熔體粘度。改善高分子材料的熔體流動性，即通過共混改變

12、聚合物的熔體粘度。 控制結(jié)晶聚合物的結(jié)晶行為。控制結(jié)晶聚合物的結(jié)晶行為。（3）降低成本：）降低成本： 在保證材料使用性能的前提下，填充價格低的組分來降低材料的成本。在保證材料使用性能的前提下，填充價格低的組分來降低材料的成本。（4）賦予高分子材料某些特殊性能）賦予高分子材料某些特殊性能 某些應(yīng)用場合需要高分子材料具有某些特殊性能，如阻燃性、導(dǎo)電性、某些應(yīng)用場合需要高分子材料具有某些特殊性能，如阻燃性、導(dǎo)電性、 阻尼性等，可以通過添加具有相應(yīng)特性的組分使材料具有該特性。阻尼性等，可以通過添加具有相應(yīng)特性的組分使材料具有該特性。 通過對通過對PP 基體、增韌劑、填充劑基體、增韌劑、填充劑三者間配比

13、的協(xié)調(diào)，可制造出一三者間配比的協(xié)調(diào)，可制造出一系系列不同性能的材料，滿足汽車不同部件的功能要求。列不同性能的材料，滿足汽車不同部件的功能要求。 改性后的材料性能大大拓寬，既可制造改性后的材料性能大大拓寬，既可制造超高韌性的增韌材料超高韌性的增韌材料，又可，又可制造制造增韌、填充并舉的高剛性、高韌性的填充增韌材料增韌、填充并舉的高剛性、高韌性的填充增韌材料。副作用副作用材料的強度和熱變形溫度的下降材料的強度和熱變形溫度的下降填充高耐熱填充高耐熱高剛性的高剛性的無機物填料無機物填料顯著提高材料的剛性，耐熱性及尺寸穩(wěn)定性顯著提高材料的剛性，耐熱性及尺寸穩(wěn)定性彈性體（增韌劑）的作用：彈性體（增韌劑）的

14、作用：顯著改善顯著改善PP 的沖擊韌性及耐低溫性的沖擊韌性及耐低溫性(增韌增韌)3 .改性改性PP 材料的主要品種及性能要求材料的主要品種及性能要求3.1 改性改性PP 材料的主要品種材料的主要品種 目前國內(nèi)外汽車用改性目前國內(nèi)外汽車用改性PP 材料主要分為以下四大品種：材料主要分為以下四大品種： 品品 種種 性性 能能 應(yīng)應(yīng) 用用 范范 圍圍增韌型增韌型（以彈性體為（以彈性體為主增韌）主增韌）極高的沖擊強度和低溫極高的沖擊強度和低溫韌性韌性汽車保險杠汽車保險杠填充增韌型填充增韌型 （以無機（以無機物填充、彈性體增韌）物填充、彈性體增韌）模量高、剛性及耐熱性模量高、剛性及耐熱性好、尺寸穩(wěn)定性好

15、好、尺寸穩(wěn)定性好內(nèi)外裝飾件，如儀表內(nèi)外裝飾件，如儀表板、車門內(nèi)護板、水板、車門內(nèi)護板、水箱面罩等箱面罩等填充型填充型 （高含量無機（高含量無機物填充）物填充）提高通用提高通用PP 材料的剛材料的剛性、耐熱性及尺寸穩(wěn)定性、耐熱性及尺寸穩(wěn)定性性耐高溫的非受力結(jié)構(gòu)耐高溫的非受力結(jié)構(gòu)零件，如護風(fēng)圈、暖零件，如護風(fēng)圈、暖風(fēng)機殼體風(fēng)機殼體增強型增強型 （玻纖增強）（玻纖增強）強度最高，剛性、耐熱強度最高，剛性、耐熱性及尺寸穩(wěn)定性最好性及尺寸穩(wěn)定性最好發(fā)動機風(fēng)扇等高強度、發(fā)動機風(fēng)扇等高強度、高耐熱制品高耐熱制品表表3：改性：改性PP 材料的主要品種、性能及應(yīng)用材料的主要品種、性能及應(yīng)用3.2 汽車用主要改性

16、汽車用主要改性PP 材料性能要求材料性能要求 不同類型的改性不同類型的改性PP 材料其改性原理、材料組成、配材料其改性原理、材料組成、配方均有很大不同，其用途也不盡相同。方均有很大不同，其用途也不盡相同。表表4 ：國內(nèi)引進車型典型零件用改性：國內(nèi)引進車型典型零件用改性PP 材料技術(shù)要求材料技術(shù)要求 項項 目目單單 位位保保 險險 杠杠儀儀 表表 板板護護 風(fēng)風(fēng) 圈圈 發(fā)發(fā) 動動 機機 風(fēng)風(fēng) 扇扇拉伸強度拉伸強度MPa15202550彎曲強度彎曲強度MPa20254070彎曲模量彎曲模量MPa900180025004000IZOD缺口沖缺口沖擊強度擊強度J/m3501203080耐氣候老化耐氣候

17、老化（1000h）=4級級=4級級熱老化熱老化(1000h)無粉化、龜無粉化、龜裂等異常裂等異常無粉化、龜無粉化、龜裂等異常裂等異常4 各類改性各類改性PP 材料的開發(fā)材料的開發(fā) 4.1 改性改性PP 材料的配方體系確定材料的配方體系確定 (1) 基體樹脂：對小本體基體樹脂：對小本體PP、均聚、均聚PP、共聚、共聚PP 等基體樹脂等基體樹脂 從力學(xué)均衡性、加工流動性能等方面考慮進從力學(xué)均衡性、加工流動性能等方面考慮進 行篩選及試驗。行篩選及試驗。 配方組成：配方組成：基體樹脂、增韌劑、填充劑、增強劑、抗老化基體樹脂、增韌劑、填充劑、增強劑、抗老化 劑等。劑等。配方體系的確定：根據(jù)汽車零件的使用

18、要求，對各類材料的配方體系的確定：根據(jù)汽車零件的使用要求，對各類材料的 配方組成進行篩選及試驗，以確定材料的配方組成進行篩選及試驗，以確定材料的 配方。配方。 丙烯單體聚臺成丙烯單體聚臺成PP的生產(chǎn)工藝有的生產(chǎn)工藝有溶液法溶液法與與本體法本體法兩種。兩種。 溶液法可生產(chǎn)均聚溶液法可生產(chǎn)均聚PP，也可引人乙烯單體與丙烯單體共，也可引人乙烯單體與丙烯單體共聚成共聚聚成共聚PP。本體法只能生產(chǎn)均聚。本體法只能生產(chǎn)均聚PP。其中，以共聚。其中，以共聚PP質(zhì)質(zhì)量最好，本體法生產(chǎn)的均聚量最好，本體法生產(chǎn)的均聚PP質(zhì)量最差質(zhì)量最差(2) 增韌劑：對增韌劑：對SBS、EPDM、POE 等增韌材料，進行篩選等增

19、韌材料，進行篩選 及試驗。及試驗。 用于用于PP的增韌劑有多種，如乙丙橡膠的增韌劑有多種，如乙丙橡膠 (EPR)、天然橡、天然橡膠、順丁橡膠、聚異丁烯、膠、順丁橡膠、聚異丁烯、SBS、EVA、丁基橡膠、聚乙、丁基橡膠、聚乙烯烯(PE)等。等。(3) 填充劑：填充粒子的粒徑、表面處理劑對共混物的性能填充劑：填充粒子的粒徑、表面處理劑對共混物的性能至關(guān)重要，應(yīng)采用合適細度與處理方法的填充劑。至關(guān)重要，應(yīng)采用合適細度與處理方法的填充劑。碳酸鈣、碳酸鈣、滑石粉、礦物質(zhì)等滑石粉、礦物質(zhì)等(4) 增強劑：增強劑：玻璃纖維、碳纖維等纖維狀物質(zhì)玻璃纖維、碳纖維等纖維狀物質(zhì)。(5) 抗老化劑：根據(jù)不同材料的老化

20、源及實際使用要求，選抗老化劑：根據(jù)不同材料的老化源及實際使用要求，選擇擇 相應(yīng)的抗老化劑。通過對上述各組分的篩選，相應(yīng)的抗老化劑。通過對上述各組分的篩選， 同時根據(jù)各種材料的使用要求，對各組分之間同時根據(jù)各種材料的使用要求，對各組分之間 配比協(xié)調(diào)，確定各類材料的配方。配比協(xié)調(diào)，確定各類材料的配方。4.2 PP材料的老化及防老化研究材料的老化及防老化研究 4.2.1 汽車用塑料材料的老化汽車用塑料材料的老化 塑料的老化塑料的老化塑料在加工、貯存和使用過程中，由于受內(nèi)塑料在加工、貯存和使用過程中，由于受內(nèi) 外因素的綜合作用，其性能逐漸變壞，以致外因素的綜合作用，其性能逐漸變壞，以致 最后喪失使用價

21、值的現(xiàn)象。最后喪失使用價值的現(xiàn)象。塑料老化原因：塑料老化原因：發(fā)生老化的原因主要是由于塑料組分內(nèi)部具有不飽和雙發(fā)生老化的原因主要是由于塑料組分內(nèi)部具有不飽和雙鍵、支鏈、羰基、末端上的羥基等等易引起老化的結(jié)構(gòu)，在鍵、支鏈、羰基、末端上的羥基等等易引起老化的結(jié)構(gòu)，在外界或環(huán)境因素的影響下發(fā)生的破壞性變化。主要是外界或環(huán)境因素的影響下發(fā)生的破壞性變化。主要是陽光、陽光、氧氣、臭氧、熱、水氧氣、臭氧、熱、水等引起的等引起的光輻射和高溫?zé)嵫豕廨椛浜透邷責(zé)嵫?。老化是一種不可逆的變化，它是材料的通病。老化是一種不可逆的變化，它是材料的通病。 其它如機械應(yīng)力、高能輻射、電、工業(yè)氣體其它如機械應(yīng)力、高能輻射、電

22、、工業(yè)氣體(如二氧化如二氧化碳、硫化氫等碳、硫化氫等)、海水、鹽霧、霉菌、細菌、昆蟲等也都能、海水、鹽霧、霉菌、細菌、昆蟲等也都能導(dǎo)致塑料發(fā)生老化。導(dǎo)致塑料發(fā)生老化。塑料材料的老化塑料材料的老化汽車用塑料材料老化可分為兩類：汽車用塑料材料老化可分為兩類： (1) 車身內(nèi)、外裝飾件材料的老化車身內(nèi)、外裝飾件材料的老化光輻射光輻射 儀表板、保險杠等零件長期置于光照條件下，由于太儀表板、保險杠等零件長期置于光照條件下，由于太陽光的幅射作用，被反射的紅外光使零件表面溫度升高，陽光的幅射作用，被反射的紅外光使零件表面溫度升高，而被吸收的紫外線引起塑料發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生自由基。而被吸收的紫外線引起塑料發(fā)

23、生光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生自由基。自由基破壞高分子鏈段，使材料的分子鏈降解、支化和交自由基破壞高分子鏈段，使材料的分子鏈降解、支化和交聯(lián)，導(dǎo)致材料力學(xué)性能與外觀的破壞。聯(lián)，導(dǎo)致材料力學(xué)性能與外觀的破壞。 (2) 發(fā)動機系統(tǒng)材料的老化發(fā)動機系統(tǒng)材料的老化高溫?zé)嵫醺邷責(zé)嵫?該系統(tǒng)零件長期處于高溫下工作，其熱源是引起材料該系統(tǒng)零件長期處于高溫下工作，其熱源是引起材料老化的主要因素，亦即熱氧化。老化的主要因素，亦即熱氧化。 4.2.2塑料材料的老化源塑料材料的老化源光輻射光輻射光化學(xué)反應(yīng)光化學(xué)反應(yīng)：物質(zhì)一般在可見光或紫外線的照射：物質(zhì)一般在可見光或紫外線的照射下而產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，是物質(zhì)的分子吸收光子后所引發(fā)的

24、下而產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，是物質(zhì)的分子吸收光子后所引發(fā)的反應(yīng)。反應(yīng)。高溫?zé)嵫醺邷責(zé)嵫鯚嵫趸^程是一系列的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，在熱、熱氧化過程是一系列的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，在熱、光或氧的作用下，有機分子的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，生成活潑的光或氧的作用下，有機分子的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，生成活潑的自由基和氫過氧化物自由基和氫過氧化物。氫過氧化物發(fā)生分解反應(yīng)，也生成烴。氫過氧化物發(fā)生分解反應(yīng)，也生成烴氧自由基和羥基自由基。這些自由基可以引發(fā)一系列的自由氧自由基和羥基自由基。這些自由基可以引發(fā)一系列的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，導(dǎo)致有機化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生根本變化。基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，導(dǎo)致有機化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生根本變化。4.2.3 改性改性P

25、P 材料防老化處理材料防老化處理 表表5：不同使用環(huán)境的材料抗老化體系：不同使用環(huán)境的材料抗老化體系 改性改性PP 材料的防老化分為材料的防老化分為抗熱氧老化和抗光老化抗熱氧老化和抗光老化。 材材 料料 老老 化化 源源 抗老化體系抗老化體系發(fā)動機系統(tǒng)發(fā)動機系統(tǒng)（護（護 風(fēng)圈、發(fā)動風(fēng)圈、發(fā)動機風(fēng)扇等）機風(fēng)扇等）高溫?zé)嵫醺邷責(zé)嵫踔骺寡鮿?、輔抗主抗氧劑、輔抗氧劑氧劑車身系統(tǒng)車身系統(tǒng)（保險杠、儀表（保險杠、儀表板等）板等）光輻射、高溫光輻射、高溫?zé)嵫鯚嵫踝贤饩€吸收劑、紫外線吸收劑、復(fù)合抗氧劑復(fù)合抗氧劑4.2.4抗氧劑的作用抗氧劑的作用 抗氧劑的作用是消除剛剛產(chǎn)生的自由基，或者促使氫過抗氧劑的作用是消

26、除剛剛產(chǎn)生的自由基，或者促使氫過氧化物的分解，阻止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進行。氧化物的分解，阻止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進行。 根據(jù)作用機理，抗氧劑又分為根據(jù)作用機理，抗氧劑又分為 主抗氧劑和輔助抗氧劑。主抗氧劑和輔助抗氧劑。主抗氧劑主抗氧劑能消除自由基的抗氧劑有能消除自由基的抗氧劑有芳香胺和受阻酚等化芳香胺和受阻酚等化 合物及其衍生物。合物及其衍生物。重要的芳香胺類抗氧劑有：二苯胺、對苯二胺和二氫喹啉等化合物及其重要的芳香胺類抗氧劑有：二苯胺、對苯二胺和二氫喹啉等化合物及其 衍生物或聚合物。衍生物或聚合物。 這類抗氧劑價格低廉、抗氧效果顯著，由于它能使制品變色，限制這類抗氧劑價格低廉、抗氧效果顯著，由于它能使制品變色

27、，限制了它們在淺色或白色制品方面的應(yīng)用。了它們在淺色或白色制品方面的應(yīng)用。受阻酚類抗氧劑有：受阻酚類抗氧劑有：2，6-三級丁基三級丁基-4-甲基苯酚、甲基苯酚、 雙（雙（3，5-三級丁基三級丁基-4-羥基苯基）硫醚、羥基苯基）硫醚、 四四-(3，5-三級丁基三級丁基-4-羥基苯基羥基苯基)丙酸丙酸 季戊四醇酯等。季戊四醇酯等。輔助抗氧劑輔助抗氧劑能分解氫過氧化物的抗氧劑有能分解氫過氧化物的抗氧劑有含磷和含硫的含磷和含硫的 有機化合物。有機化合物。 目前較為理想的紫外線吸收劑目前較為理想的紫外線吸收劑/光穩(wěn)定劑多為復(fù)配型的，特別是以水楊光穩(wěn)定劑多為復(fù)配型的，特別是以水楊酸酯類、苯酮類、苯并三唑類

28、、取代丙烯腈類、三嗪類與受阻胺類復(fù)配，酸酯類、苯酮類、苯并三唑類、取代丙烯腈類、三嗪類與受阻胺類復(fù)配，可取得比任何單獨紫外線吸收劑更為理性的效果?？扇〉帽热魏螁为氉贤饩€吸收劑更為理性的效果。 由于太陽光線中含有大量對有色物體有害的由于太陽光線中含有大量對有色物體有害的紫外光紫外光，其波長約，其波長約290-460納米，這些有害的紫外光通過化學(xué)上的氧化還原作用（納米，這些有害的紫外光通過化學(xué)上的氧化還原作用（Redox reaction），），使顏色分子最后分解褪色使顏色分子最后分解褪色. 硫代二丙酸雙酯硫代二丙酸雙酯是一類輔助抗氧劑，常與受阻酚類抗氧劑并用，效果是一類輔助抗氧劑，常與受阻酚類抗

29、氧劑并用，效果顯著，主要產(chǎn)品有：雙十二碳醇酯、雙十四碳醇酯和雙十八碳醇酯顯著，主要產(chǎn)品有：雙十二碳醇酯、雙十四碳醇酯和雙十八碳醇酯 。 亞磷酸酯亞磷酸酯也是輔助抗氧劑，主要產(chǎn)品有：三辛酯、三癸酯、三（十也是輔助抗氧劑，主要產(chǎn)品有：三辛酯、三癸酯、三（十二碳醇）酯和三二碳醇）酯和三(十六碳醇十六碳醇)酯等。酯等。4.3 改善大型塑料制品用材料的加工工藝性改善大型塑料制品用材料的加工工藝性降解母粒的作用原理：降解母粒的作用原理： 過氧化物是過氧化物是PP 塑料常用的分子量調(diào)節(jié)劑，其作用是切塑料常用的分子量調(diào)節(jié)劑，其作用是切斷較長的斷較長的PP 分子鏈，使分子鏈，使PP 發(fā)生部分降解，并使分子量分發(fā)

30、生部分降解，并使分子量分布變窄，從而改善共混物的流動性。通過上述方案的采用，布變窄，從而改善共混物的流動性。通過上述方案的采用，使得儀表板、保險杠等零件用材料的流動性大大提高。使得儀表板、保險杠等零件用材料的流動性大大提高。降解母粒的用途降解母粒的用途化學(xué)調(diào)節(jié)法提高材料流動性化學(xué)調(diào)節(jié)法提高材料流動性 P P 材料在改性過程中加入了相當(dāng)數(shù)量的橡膠增韌劑及材料在改性過程中加入了相當(dāng)數(shù)量的橡膠增韌劑及無機填充物，造成材料的流動性大幅度下降，而儀表板、無機填充物，造成材料的流動性大幅度下降，而儀表板、保險杠等制品體積大、形狀復(fù)雜、模具流程長，要求材料保險杠等制品體積大、形狀復(fù)雜、模具流程長，要求材料具

31、有良好的流動性。具有良好的流動性。 在共混物中加入經(jīng)在共混物中加入經(jīng)過氧化物處理過的降解母粒，過氧化物處理過的降解母粒，既可保既可保證材料的力學(xué)性能，又可提高材料的流動性。證材料的力學(xué)性能，又可提高材料的流動性。4.4 汽車用系列改性汽車用系列改性PP 材料性能材料性能4.4.1 改性改性PP 材料的物理力學(xué)性能材料的物理力學(xué)性能 新開發(fā)的系列改性新開發(fā)的系列改性PP 材料的各項物理力學(xué)性能均達到了國內(nèi)引進材料的各項物理力學(xué)性能均達到了國內(nèi)引進車型同類材料的水平。車型同類材料的水平。 表表6：國內(nèi)汽車保險杠用：國內(nèi)汽車保險杠用PP材料的技術(shù)參數(shù)材料的技術(shù)參數(shù) 性性 能能國家對引國家對引進車型的

32、進車型的要要 求求 生生 產(chǎn)產(chǎn) 廠廠揚子公司揚子公司 YAZ-1中中 科科 院院化化 學(xué)學(xué) 所所 長長 春春 應(yīng)應(yīng) 化化 所所 北京化工北京化工研研 究究 所所密度（密度（g/CM3）0.87-0.920.91- 0.97 熔體流動速率熔體流動速率(g10min)4-72-6 5-74-619拉伸強度拉伸強度(MPa)1616-2016.5-19 18-28 15-33伸長率伸長率(% )400200-500500500-800200-760彎曲強度彎曲強度(MPa) 22 17-21 19-24彈性模量彈性模量(M/P) 800 600-900駛口沖擊強度駛口沖擊強度(Jm) 600400-

33、600490-7844.4.2 改性改性PP 材料的抗老化性能材料的抗老化性能 對材料進行老化處理和非老化處理的對比試驗，對材料進行老化處理和非老化處理的對比試驗，表表7：老化處理和非老化處理的材料對比試驗結(jié)果老化處理和非老化處理的材料對比試驗結(jié)果 由表由表7可見，經(jīng)過抗光老化和抗熱氧老化處理的材料其抗老可見，經(jīng)過抗光老化和抗熱氧老化處理的材料其抗老化性能均能達到國內(nèi)引進車型同類材料的水平。化性能均能達到國內(nèi)引進車型同類材料的水平。 零件名稱零件名稱 車身系統(tǒng)（保險杠、儀表車身系統(tǒng)（保險杠、儀表板等）板等）發(fā)動機系統(tǒng)（風(fēng)扇、發(fā)動機系統(tǒng)（風(fēng)扇、護風(fēng)圈等）護風(fēng)圈等）抗老化體抗老化體系系無無紫外線吸

34、收劑、紫外線吸收劑、復(fù)合抗氧劑復(fù)合抗氧劑無無主抗氧劑、主抗氧劑、輔抗氧劑輔抗氧劑老化條件老化條件溫度溫度63，氙燈加速氣候老化，氙燈加速氣候老化150熱空氣試驗熱空氣試驗試驗結(jié)果試驗結(jié)果200h褪色，褪色，色牢度色牢度34級級1000h褪色，色褪色，色牢度牢度45級級300h出現(xiàn)粉出現(xiàn)粉化、龜裂化、龜裂1000h無異常無異常現(xiàn)象現(xiàn)象 目前各類汽車目前各類汽車 已大量應(yīng)用了改性已大量應(yīng)用了改性PP 材料，材料，PP汽車零部件主要品種有：保險杠、儀表板、門內(nèi)飾汽車零部件主要品種有：保險杠、儀表板、門內(nèi)飾板、空調(diào)器零部件、蓄電池外殼、冷卻風(fēng)扇、方向板、空調(diào)器零部件、蓄電池外殼、冷卻風(fēng)扇、方向盤，其中

35、前五種占全車盤，其中前五種占全車PP用量的一半以上。用量的一半以上。5 改性改性PP 系列材料的應(yīng)用系列材料的應(yīng)用 表表8： 改性改性PP 材料材料的應(yīng)用情況的應(yīng)用情況 零部件零部件 性性 能能 要要 求求 改改 性性 方方 法法風(fēng)風(fēng) 扇扇專用料專用料高強度、高剛性高強度、高剛性,優(yōu)異的高低溫優(yōu)異的高低溫沖擊韌性、耐熱性和耐熱氧老沖擊韌性、耐熱性和耐熱氧老化性化性滑石粉、鈦酸酯、偶聯(lián)劑、滑石粉、鈦酸酯、偶聯(lián)劑、復(fù)合抗氧劑等與復(fù)合抗氧劑等與PP 進行共進行共混填充改性混填充改性空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)殼體專用殼體專用料料- 40 下保持下保持24h 不脆裂，不脆裂，150 下保持下保持700h不變色、不

36、塌陷不變色、不塌陷滑石粉填充改性滑石粉填充改性PP；SBS、EPDM、CPE、滑石粉、滑石粉、偶聯(lián)劑、抗氧劑等與偶聯(lián)劑、抗氧劑等與PP 進進行共混改性行共混改性儀表盤儀表盤(板板) 專用料專用料良好的流動性、尺寸穩(wěn)定性、良好的流動性、尺寸穩(wěn)定性、耐沖擊性、耐振動性、耐熱性。耐沖擊性、耐振動性、耐熱性。以及高強度、高剛性等以及高強度、高剛性等線型線型SBS、LDPE、滑石粉、滑石粉、超細重質(zhì)超細重質(zhì)CaCO3 和防老化和防老化母料等與母料等與PP F401粉料進行粉料進行共混改性共混改性蓄電池槽蓄電池槽體專用料體專用料質(zhì)量輕、成本低、成型加工容質(zhì)量輕、成本低、成型加工容易、環(huán)境污染小、外形美觀易

37、、環(huán)境污染小、外形美觀用橡膠、用橡膠、PE、改性劑、改性劑Z、助、助劑劑A 等與等與PP 進行共混改性進行共混改性零部件零部件 性性 能能 要要 求求 改改 性性 方方 法法門內(nèi)襯板門內(nèi)襯板專專 用用 料料精度高精度高,表面為仿皮紋表面為仿皮紋,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,良好的流動性、尺寸穩(wěn)定性、耐良好的流動性、尺寸穩(wěn)定性、耐沖擊性、耐振動性沖擊性、耐振動性,不褪色、不翹不褪色、不翹曲、表面美觀、手感好曲、表面美觀、手感好PP 與改性劑、色母粒進行共與改性劑、色母粒進行共混改性混改性方向盤方向盤專用料專用料一定的高低溫沖擊強度、耐熱性一定的高低溫沖擊強度、耐熱性和耐寒性和耐寒性,表面要求光潔美觀、手表面要求光潔美觀、手感好感好順丁橡膠、順丁橡膠、PE 等與等與PP 共混共混改性改性保險杠保險杠專用