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揭秘 PP/PE/POE 共混改性

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揭秘 PP/PE/POE 共混改性

发布日期:2018-06-11 作者:瑞邦红利 点击:

POE的组成和特性


POE是一种饱和的乙烯-辛烯共聚物,由美国DOW化学公司采用茂金属催化剂使乙烯和辛烯聚合而得的一种热塑弹性体。它具有非常窄的分子质量分布和一定的结晶度,使其既具有弹性体的性能又能像热塑性塑料一样便于加工。在研究PP/PE/POE共混改性的过程中,有以下三点发现:


  • POE增韧PP,可获得良好的综合效果;

  • 基体树脂种类及含量同增韧剂一样,都是决定共混材料性能的关键因素,共聚PP在均聚PP/POE共混体系中可起到相容剂和辅助增韧剂的作用。

  • 在共混体系中少量加入PE可以减少增韧剂POE的含量,从而提高刚性,降低成本。

 

POE含量对均聚PP性能的影响


均聚PP加入POE进行增韧时,对均聚PP性能的影响见下表:



从表中可以看出,POE对于均聚PP的增韧效果符合增韧理论。熔体流动速率、屈服拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量均随着增韧剂POE含量的增加而下降,而缺口冲击强度随着增韧剂POE含量的增加而提高,只有断裂伸长率未发生变化。


均聚PP共混物的脆韧转变点在POE含量为25%左右,同时不难看出,随着体系冲击强度的提高,共混材料的刚性也下降较显著,相对材料成本很高。

 

共聚PP对均聚PP/POE性能的影响


为了提高PP冲击强度的同时保证共混材料具有一定的刚性,并充分考虑共混体系的材料成本以及加工性能,将共聚PP加入到共混体系中,把POE的质量分数定为16%不变,然后逐渐加入不同质量分数的共聚PP,最终选出均聚PP与共聚PP的配合比。所得共混体系的性能见下表:



由上表可以看出,共混体系随着共聚PP的含量增加,体系的冲击强度得到改善,是同等质量分数POE增韧均聚PP的几倍,在得到同样冲击强度的共混材料时,完全可以降低POE的加入量,从而达到降低成本的目的,同时共混材料的弯曲强度和弯曲模量等刚性指标还得到了一定的保证,这说明共聚PP是一种很好的相容剂,也是一种良好的增韧剂。


有关研究结果表明:POE对不同的PP共混物进行增韧时,都易得到粒径较小的分散相和较窄的粒径分布,平均粒径(d)为0.34μm,粒径分布为0.2~0.6μm,其粒径越小,分布越窄,共混物冲击性能越好且共混物可在较低的弹性体含量时呈现脆韧转变。由表2可以看出,正是共聚PP这个相容剂对整个体系的作用,使得POE在PP中分散性更好,在POE质量分数为16%的条件下,就达到了以均聚PP为基体树脂,POE质量分数需25%以上的条件要求。从表2可确定均聚PP与共聚PP的质量分数比大致为1∶1。

 

PE对共聚PP/均聚PP/POE性能的影响


在PP共混改性研究中,常发现采用三元共混增韧体系效果更好,因此,在本共混体系中将POE的质量分数降为10%,加入质量分数为10%的PE,共混体系中w(PE)∶w(共聚PP)∶w(均聚PP)∶w(POE)为10∶40∶40∶10,其性能测试见下表:



由表3可以看出,随着PE的加入,共混体系的冲击强度并不随增韧剂POE的适当减少而降低,共混体系的刚性也没有较大的变化,而材料的成本却降低了,因此,可以肯定PE的加入起到了一种辅助增韧剂的作用。使PP球晶形态不完整,分割成晶片,加上PE的熔点比PP低30~40℃,在熔体冷却时,部分增韧剂POE包覆在PE的外层,从而增加了增韧剂的有效体积分数,最终达到了细化PP晶体、增韧改性、降低成本,提高刚性的目的。

 

 结论 


  • POE是良好的热塑性弹性体,用其增韧PP,获得良好的综合效果;

  • 基体树脂种类及含量同增韧剂一样,都是决定共混材料性能的关键因素,共聚PP在均聚 PPΠPOE共混体系中可起到相容剂和辅助增韧剂的作用。

  • 在共混体系中少量加入PE可以减少增韧剂POE的含量,从而提高刚性,降低成本。


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