聚丙烯的共混改性优秀课件
二、PP/尼龙6(PA6)共混体系
聚酰胺(PA)具有较高的强度、耐磨性和抗疲劳性,抗 冲击性能较好,广泛应用于工程领域。尼龙6(PA6)是PA中 最韧的一种,它具有弹性好、冲击和拉伸强度高、耐磨和加 工流动性好等优点,但也存在吸水性大、吸水后冲击强度和 弹性模量下降、形状和尺寸稳定性变差等缺点。
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将PP与PA6共混不仅可达到增韧PP的目的,使其耐磨性 、刚性等得到改善,还可以改善PA6尺寸稳定性等,克服了 PP及PA6各自固有的缺点,性能上取长补短,而且由于PP价 格低廉。因此,对于PP与PA6共混,人们进行了大量的研究 。但PP是一个非极性的高聚物,在大分子链上无可反应的 基团,其溶解度参数为8.2~9.2,而PA6大分子链节中含有 酰胺基团,是一个极性很强的聚合物,其溶解度参数达 12.7,因此,PP与PA6是严格的不相容体系。需要在共混物 中加入增容剂,以改善体系的相容性。
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目前解决相容性的主要方法还是加入带反应性官能团的 增容剂与PA6和PP共混,使增容剂与PA6在共混过程中生成 具有增容作用的共聚物,实现PA6与PP相容性共混,进而影 响PP/PA6共混物的微观结构和性能。早期的研究者认为, 共混过程中增容剂发生了迁移,分布到了PP和PA6两相界面 上,减小了两相界面张力,产生了一种强的物理相互作用 ,与液—液不相容体系的乳化机制相似。后来研究者发现 ,增容剂能与PA6反应生成新的共聚物,正是该共聚物对 PP、PA6起实质性的增容作用,即通过相间的化学反应,产 生类似于聚合物—玻纤或矿物填料的偶联机制,增容剂可 视为一种聚合物—聚合物化学偶联剂。已研究的增容剂主
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下面主要介绍几种塑料、橡胶和热塑性弹性体对PP共混增 韧改性。
一、PP/PE共混体系
PP为结晶性聚合物,其生成的球晶较大,这是PP易于 产生裂纹,冲击性能较低的主要原因。若能使PP的晶体细 微化,则可使冲击性能得到提高。
PP与PE共混体系中,PP与PE都是结晶性聚合物,它们 之间没有形成共晶,而是各自结晶。但PP晶体与PE晶体之 间发生相互制约作用,这种制约作用可破坏PP的球晶结
高分子材料与工程
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聚丙烯(PP)是一种应用十分广泛的塑料。PP具 有原料来源丰富、合成工艺较简单、密度小、价格 低、加工成型容易等优点。PP的拉伸强度、压缩强 度等都比低压聚乙烯高,而且还有很突出的刚性和 耐折叠性,以及优良的耐腐蚀性和电绝缘性。均聚 PP的主要缺点是冲击性能不足,特别是低温条件下 易脆裂,且成型收缩率较大,热变形温度不高,等 等。PP的耐磨性和染色性也有待提高。
通过改性,可以使PP的性能得到显著改善。
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聚丙烯的改性方法
物理改性
化学改性 表面改性
共混改性 复合材料
增强填充改性 共聚改性 接枝改性 交联PP
这里主要讲聚丙烯的共混改性。
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PP共混改性是物理改性中的一种重要技术。 它是指用其他塑料、橡胶或热塑性弹性体混入PP中较大的 晶球内,以此改善PP的韧性和低温脆性。按共混物组成可 分为塑一塑共混及橡一塑共混体系,其中较常见的是PP/ 高密度聚乙烯(HDPE)、PP/低密度聚乙烯LDPE)、PP/尼 龙等体系。常用的橡胶增韧PP体系有PP/EPR(乙丙橡胶)、 PP/EPDM(一元乙丙橡胶)、PP/SBS(苯乙烯一丁二烯.苯 乙烯热塑性弹性体)、PP/BR(顺丁橡胶)和PP/POE等。PP 还可采用三元共混体系,此时某些共混改性剂对改善PP的 脆化温度有协同效应,即三元共混体系的抗冲击性能及其 他各项力学性能均优于二元体系。
PP
EVA SEBS
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马来酸型增容剂;丙烯酸改性聚合物 反应型增溶剂:本身含有反应基团的增溶剂,在共混时能 与其它聚合物含有的基团发生化学反应,生成化学键增加 增容性。 表 反应型增容剂的应用实例
聚合物A
聚合物B
增容剂PPຫໍສະໝຸດ PE PP,PEPA6, PA66 PET
PP-g-MA, PP-g-AA PP-g-AA, 含羧基PE
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熔体流动速率(g/10min)
PP/LDPE共混物的熔体流动速率与LDPE含量的关系
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8
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210℃
4
230℃
2
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20
40
60
80
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LDPE含量/%
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的PP/PE共混物中,TAIC主要分布在PP/PE 共混物的相界面。由辐射引发的TAIC参与的界面反应 ,增强了不相容共混物的相间粘接,改善了共混物的相容 性,提高了共混物的力学性能。
●促进分散相组分在共混物中的分散。
增容剂
高分子增容剂
反应型增容剂 非反应型增容剂
低分子增容剂
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非反应型增容剂的应用实例
类型 聚合物B
A-B型
PS
PP
聚合物A 增容剂
PB PA66
PS-g-PB PP-g-PA66
A-C型
PE
PP
PS
CPE, SEBS
PE
EPDM
C-D型
PVC
BR
PMMA
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PA/PP与增容PA/PP断面的电镜照片
未增容的试样分散相粒子粗大、光滑,界面粘结力弱,增 容处理的试样分散相粒径极小,界面模糊,几乎成为均相。
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增容剂定义:增容剂是指在共混体的聚合物组分之间起到 增加相容性和强化界面粘结作用的共聚物。 作用机理: ●富集在两相界面处,改善两相之间的界面结合;
构, PP球晶被PE分割成晶片,使PP不能生成球晶。随着PE用量 增大,PP晶体进一步被细化。PP晶体尺寸的变小,使其冲 击性能得到提高。
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PP/PE共混物的冲击性能研究表明:在PE含量为11%时,冲 击强度达到65.6J/m,未加PE的样品为60.8J/m;低温冲击 强度在未加PE时为24.6J/m,PE含量11%时为35.4J/m。 PP/PE共混明显提高PP的冲击强度,特别是低温冲击强度。 梁基照研究了PP/LDPE共混物的加工流动性能,PP/LDPE共 熔体流动速率混物与LDPE质量分数的关系如图所示。从图 中可看出,LDPE可提高PP熔体流动速率,改善加工性能。 PP与PE相容性不好,应添加相容剂。此外,交联也是改进 PP/PE体系性能的方法。可在PP/PE体系中添加三烯丙基异 三聚氰酸酯(TAIC),并进行辐射交联。姚占海等研究了 PP/TAIC/PE共混体系的辐射增强相界面反应,SEM的分析测 试结果表明,在含有TAIC