摘要:jieshaojubingxizengrengaixingjili,zhongdiantantaoledangqianzengrengaixingyanjiujiaoduodexiangjiaodanxingtigonghuntixijiqiduijubingxizengrenxiaoguodeyingxiang,baokuogonghuntixidezucheng、相容性、界麵狀態及共混工藝條件等因素。
關鍵詞:聚丙烯;共混改性;增韌;橡膠彈性體
聚丙烯(PP)是產量僅次於聚乙烯、聚氯乙烯的通用塑料。由於其原料豐富,與其他通用熱塑性塑料相比,PP 具有密度小、力學性能優良、電絕緣性良好、介電常數較小、耐應力開裂和耐化學藥品等優點,且易於加工,熱變形溫度高,價格低,廣泛用於機械、化工、電力和運輸等領域。近年來發展迅速,成為塑料中產量增長最快的品種。
由於PP 分子鏈中甲基的存在,使分子鏈柔順性下降,因而結晶度高、晶粒粗大,表現出成型收縮率大,脆性高,而韌性差是其較為嚴重的缺陷之一,這就限製了 PP的應用。在中國,有些通用PP 樹脂產量較大,而高檔PP 樹脂則較少,如耐衝擊型1330 隻占5%,國內需求量較大的樹脂如洗衣機PP 專用料、雙向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)專用料產量不過5~6萬t,其餘幾乎全部依賴進口。 為滿足使用要求,提高PP 的韌性迫在眉睫。
PP 的增韌改性主要有共聚改性、共混改性及添加成核劑等方法,人們普遍認為形成宏觀均相、微觀兩相結構是得到良好增韌效果的必要條件,因而近年來共混改性(特別是在共聚基礎上的共混改性和填充增韌改性成為研究重點。共混改性是PP常用的增韌改性手段,通過PP 與其他聚合物共混,使其他聚合物填入PP 中較大的球晶內,由此改善PP 的韌性和低溫脆性。特別是PP 的共混改性具有耗資少、生產周期短的特點,因此是增韌PP 最有效的途徑之一。按共混物組成可分為塑- 塑共混及橡- 塑共混體係,其中較常見的是PP/ 高密度聚乙烯(HDPE)、PP/ 低密度聚乙烯(LDPE)、PP/ 尼龍等體係。常用的橡膠增韌PP 體係有PP/EPR(乙丙橡膠)、PP/EPDM(三元乙丙橡膠)、PP/SBS(苯乙烯-丁二烯―苯乙烯熱塑性彈性體)、PP/BR(順丁橡膠)和PP/IBR(聚異丁烯)等。PP 還可采用三元共混體係,此時某些共混改性劑對改善 PP 的脆化溫度有協同效應,即三元共混體係的抗衝擊性能及其他各項力學性能均優於二元體係。本文主要討論橡膠或熱塑性彈性體對PP 共混增韌改性研究及影響因素。
增韌機理 橡膠或熱塑性彈性體與聚合物共混增韌是目前研究較多、增韌效果最明顯的一類方法。關於PP增韌機理,普遍為人們所接受的主要是銀紋―剪切帶屈服理論,對該理論的研究已較為成熟,主要集中在銀紋終止理論和剪切帶屈服理論。
增韌過程可簡單概括為:橡膠以分散相形式分散於基體樹脂中,受外力作用時,橡膠粒子成為應力集中點,它在拉伸、壓縮或衝擊下發生變形,若兩相界麵黏結良好,會導致顆粒所在區域產生大量銀紋和剪切帶而消耗能量;同時,銀紋、橡膠粒子和剪切帶又可終止銀紋或剪切帶,進一步轉化為破壞性裂紋,從而起到了增韌作用。
隻有當橡膠類聚合物與PP 具有良好相容性時,並以一定的粒徑分布於PP 連續相中,橡膠類聚合物可與PP組成一種良好界麵相互作用的兩相或多相形態結構體係。即在共混體係中,橡膠類聚合物呈細微化顆粒分散相(俗稱“島”),隨機分布在PP連續相(俗稱“海”)的 PP 球晶中或球晶之間,使PP 大而脆的球晶成為細而密集的球晶,形成具有良好相界麵作用的“海―島”結構。當具有這種結構體係的增韌PP 受到外力作用時,銀紋、裂紋和裂縫首先產生在PP 連續相中,處於PP 裂lie紋wen和he裂lie縫feng上shang的de橡xiang膠jiao類lei聚ju合he物wu粒li子zi充chong當dang應ying力li集ji中zhong的de中zhong心xin,誘you發fa大da量liang銀yin紋wen和he剪jian切qie帶dai產chan生sheng,大da量liang銀yin紋wen和he剪jian切qie帶dai的de產chan生sheng吸xi收shou大da量liang能neng量liang,從cong而er阻zu止zhi裂lie紋wen和he裂lie縫feng穿chuan過guo。另ling外wai,橡xiang膠jiao顆ke粒li還hai可ke阻zu滯zhi、轉向並終止小裂紋發展,使之不致發展成破壞性裂紋,產生在PP 相中的銀紋可穿過小於其寬度的橡膠類聚合物粒子而生長。
在(zai)彈(dan)性(xing)體(ti)顆(ke)粒(li)的(de)影(ying)響(xiang)下(xia),當(dang)材(cai)料(liao)受(shou)到(dao)外(wai)力(li)時(shi),高(gao)聚(ju)物(wu)中(zhong)生(sheng)長(chang)的(de)銀(yin)紋(wen)遇(yu)到(dao)橡(xiang)膠(jiao)類(lei)聚(ju)合(he)物(wu)大(da)粒(li)子(zi)時(shi)能(neng)分(fen)裂(lie)成(cheng)許(xu)多(duo)方(fang)向(xiang)各(ge)異(yi)的(de)小(xiao)銀(yin)紋(wen)。即(ji)銀(yin)紋(wen)可(ke)在(zai)橡(xiang)膠(jiao)類(lei)聚(ju)合(he)物(wu)粒(li)子(zi)表(biao)麵(mian)支(zhi)化(hua),銀(yin)紋(wen)的(de)分(fen)裂(lie)和(he)支(zhi)化(hua)能(neng)控(kong)製(zhi)銀(yin)紋(wen)的(de)發(fa)展(zhan),阻(zu)止(zhi)大(da)銀(yin)紋(wen)變(bian)成(cheng)有(you)破(po)壞(huai)性(xing)的(de)大(da)裂(lie)紋(wen)和(he)大(da)裂(lie)縫(feng);同時,銀紋的增長伴隨著空化空間的發展,空化空間的發展阻止了基體內部裂紋的產生,延緩了材料的破壞,從而達到提高PP 韌性的目的。
……
結論:liyongxianyoudejuhewu,tongguogonghungongyi,gaishanyuanjuhewudexingnenghuoxingchengjuyouzhanxinxingnengdejuhewutixi,xianyichengweifazhanjuhewucailiaodeyizhongzhuoyouchengxiaodetujing。 |