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聚丙烯材料改性研究

聚丙烯材料改性研究
聚丙烯材料改性研究

聚丙烯材料改性研究

摘要:利用共混的方法,针对聚丙烯制品在实际应用中出现韧性差,易燃烧的缺点,重点研究了增塑剂POE 不同的量对聚丙烯抗冲击强度的影响,以及氢氧化镁对聚丙烯燃烧性能的影响。本次试验采用了高混机对所用原料进行共混,再将共混的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒,然后将制成的粒料利用注射机制作我们所需的的标准样条,最后对标准样条测试抗冲击强度和氧指数。结果显示,POE 增塑剂的量越多,则对聚丙烯的韧性改善更好,氢氧化镁由于加的量比较少,对聚丙烯的阻燃作用不明显。

关键词:聚丙烯;改性;造粒;增塑;阻燃

1前言

聚丙烯,是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯(isotactic polypropylene)、无规聚丙烯(atactic polypropylene)和间规聚丙烯(syndiotactic polypropylene)三种。甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯,若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯,当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中,等规结构含量约为95%,其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体,无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化,故熔点可高达167℃。耐热、耐腐蚀,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小,是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差,较易老化,但可分别通过改性予以克服。

采用相容剂技术和反应性共混技术对PP 进行共混改性是当前PP 共混改性发展的主要特点。它能在保证共混材料具有一定的拉伸强度和弯曲强度的前提下大幅度提高PP 耐冲击性。相容剂在共混体系中可以改善两相界面黏结状况,有利于实现微观多相体系的稳定,而宏观上是均匀的结构状态。反应型相容剂除具有一般相容剂的功效外,在共混过程中还能在两相之间产生分子链接,显著提高共混材料性能。

PP/弹性体二元共混体系虽有很好的韧性效果,但往往降低了材料的强度和刚度,耐热性能也有所降低。在二元共混体系中加入有增容作用或协同效应的物质,形成多元共混体系,则其综合性能可得到进一步提高。为了提高增韧PP 的硬度、热变形温度及尺寸稳定性,可使用经偶联剂活化处理的填料或增强材料进行补强。例如采用弹性体/无机刚性粒子/PP 三元复合增韧体系实现PP 的增韧增强,提高材料的综合性能,并且具有较低的成本。

溴系阻燃剂效率高、用量少,对材料的性能影响小,并且溴系阻燃剂价格适中。与其它类型的阻燃剂相比,溴系阻燃剂效能/价格比更具有优越性,我国供出口电子电气类产品中70%~80%都用此类阻燃剂。但是,近年来欧盟一些国家认为溴系阻燃剂燃烧时会产生有毒致癌的多溴代苯并恶瑛(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF)。欧盟出台了禁令,在欧盟国家销售的所有电子电气设备,不能含有多溴联苯及多溴二苯醚。阻燃剂的种类众多,其用量和性能都各自不同,需要在不同的情况下选用不同的阻燃剂。现如今,聚丙烯的阻燃剂正向着高效、低烟、绿色、环保和低成本的方向发展。所以本次实验采用比较绿色的阻燃剂氢氧化镁。

本次实验采用POE 对聚丙烯增韧;氢氧化镁对聚丙烯进行阻燃改性,由于加入氢氧化镁的量太多,挤出机挤出较困难,所以同时加入少量三氧化二锑(Sb 2O 3)来减少氢氧化镁用量,

降低加工难度。

2.实验

2.1配方设计

表1增韧PP 和阻燃PP 配方(质量分数)PP

POE Mg(OH)2抗氧剂1010Sb 2O 3A1

100000.10B1

1001000.10C1

1001500.10A2

1002000.10B2

1002500.10C2

1003000.10A3

1000300.13B3

1000400.14C31000500.15

2.2实验仪器

2.2.1实验原料

PP:型号为K8003,中国石油天然气股份有限公司,独石子石化分公司;POE;抗氧剂1010;Mg(OH)2;Sb 2O 3:分析纯,天津市大茂化学试剂厂;

2.2.2仪器

SRH-10Q/D 型高速加热混合机:阜新瀚特尔橡塑机械有限公司;SHJ-30型同向双螺杆挤出机:北京丰阳塑化工程技术有限责任公司;JPH80型注射机:广东泓利机器有限公司;料斗干燥机:信易品牌,型号为SHD-50E;标准样条模具;游标卡尺;XHR-150型塑料洛氏硬度计:上海联尔试验设备有限公司;XJ-50D 液晶式组合冲击试验机:承德建德检测仪器有限公司;XZT-100氧指数测定仪:承德试验机有限责任公司

2.3标准样条的制备

2.3.1造粒工艺

工艺条件

双螺杆挤出机温度控制表

工段

ⅠⅡⅢⅣⅤⅩⅥⅦⅧⅨ机头温度℃150170180190200205210215220225230

(1)按照配方中的各组分的量计算并称量,其中A1+B1+C1+A2+B2+C2的总量为500g,A3+B3+C3总量为700g。

(2)先将所有要用的氢氧化镁全部放入高混机中进行混合,混合好后备用,按照各组所需的氢氧化镁的量进行称量使用即可。

(3)各组将称好的各组分的量分别在常温下混合2-6分钟出料备用。

(4)双螺杆挤出机达到所设定的温度后即可开始加料熔融挤出,在挤出过程中注意各组的物料要用鲜艳的颜色区分,以便不影响后面的性能测试及实验结果。

(5)造粒要求粒料是3×3mm 的柱状料,存好备用

2.3.2注射工艺及标准样条制备

(1)将粒料放入干燥机中干燥

(2)将干燥好的粒料放入注射剂料斗中,设置注射机参数为机头240,注射机中间段230注射机前段220,改手动操作为半自动操作

(3)将各组的标准样条编号准备做性能测试

2.4性能测试

2.4.1收缩率的测试

将已将放置了24h以上的标准样条用游标卡尺测量其尺寸,不同部位多测几次,并与模具尺寸结合计算收率,求取平均值。此部分数据见附录。

2.4.2冲击强度测试

采用JS-25D型电子式悬筒组合冲击试验机进行试验,操作如下:

(1)实验样条为带有缺口的标准样条,测量其厚度,宽度,并在试验机显示屏设置数据(2)带数据设置完毕后,先对实验机进行空击实验,之后在试验机上夹上我们所要测试的样条,然后进行冲击试验,记录实验数据(原始数据见附录)。

2.4.3氧指数测试

(1)在标准样条上50mm处画一条线,并将样条夹在试样夹上,试样夹口端与50mm线平行,装上玻璃瓶。

(2)打开氧气瓶和氮气瓶,调节氮气量为9L/min,调节氧气初始量为3L/min,采用顶端燃烧法点燃试样,30s内若能点燃,则在点燃后观察样条的火焰前锋到达50mm处仍在燃烧,则为氧过量,若火焰在火焰前锋还未到50mm处前就已经熄灭,则判断为氧不足,记录数据。(3)如果试样在30s内没有点燃试样,则判断为氧不足,多测几组不同含氧量时的燃烧,以此推算试样的氧指数。

2.4.4硬度测试

采用直径为5mm的圆片试样为测试样

(1)选用表面光滑的试样进行测试,测量其厚度并记录

(2)将试样放在实验台上,转动表盘,将指针指在“30”位处,转动手轮,使平台上升,等到仪表盘上小指针指到红色位置处停止转动,并转动转盘将大指针指在“30”处,启动按钮。

(3)观察仪表盘上指针转过“0”的次数,包括加载时的次数和卸载时的次数,将二者差与卸载后15s时听到嘟嘟声的读数结合来读取数据并记录。

3数据分析

3.1收缩率

收缩率的数据及结果分析在试验报告中已经给出,这里不再详述

3.2冲击强度、燃烧性能、硬度

表3不同配方的三种性能测试数据

4结果分析与讨论

4.1冲击强度

图1POE对材料冲击强度的影响

从图1可以看出随着POE的量增加,材料的冲击强度基本随之增加;但是第二组的冲击强度比第三组的要大的多,通过分析,我认为产生这一现象的原因是因为我们这注射制作标准样条时的加料顺序没有按照A1B1C1、A2B2C2、A3B3C3这样的加料顺序,以致于A1 A2A3,B1B2B3,C1C2C3在注射时物料在注射剂内混合,导致出现这一现象。

4.2燃烧性能

图2氢氧化镁对材料燃烧性能的影响

从图2可以看出,随着氢氧化镁氢氧化镁的量的增加,基本呈现一个氧指数增大趋势,但是第一组比第二组的氧指数量大的原因不太明确,可能是因为氢氧化镁的量加的较少的缘故,以致于实现数值出现误差,并且在造粒时一大组的氢氧化镁的计算量出现错误,导致此种现象。

4.3硬度

图3POE对材料硬度的影响

从图可以清晰地看出随着POE量的增加,材料强度呈现下降的趋势,这是由于POE为热塑弹性体,硬度比较低,当它比较均匀的分布在材料中,会使材料硬度下降。

图4氢氧化镁对材料硬度的影响

从图4可以看出,随着氢氧化镁的量增加,材料硬度也随之增加,这是由于氢氧化镁是无机填料,当其均匀的填充在高聚物时,可以产生次价力,次价力具有加和性,且无机填料的加入相当于成核剂,使材料的结晶度增加,从而提高材料的力学性能。

5总结

通过本次实验,学习了高聚物材料加工中的配方设计方法,造粒工艺,注射工艺,材料的性能测试等一系列与实际生产结合比较紧密;同时将书上的理论知识与本次的实验相结合,同时认识到聚合物的加工过程不是一件简单的过程,需要一个比较缜密的思考过程,从确定配方到生产过程中温度、压力、加料顺序等都需要认真思考与讨论才能开始试验,否则会使实验达不到我们预期的效果。

这次实验通过一个小组的共同努力,合同协作完成同一件事情,加快了实验进度,同时加强了个人与团体之间的友谊,培养了自己的动手能力。

参考文献:

[1]赵敏,高俊刚.《改性聚丙烯新材料》.[M]北京:化学工业出版社2002.8.

[2]杨明山.《塑料改性工艺、配方与应用》.[M]北京:化学工业出版社(2版),2013.4.

[3]张玉龙.《塑料粒料制备实例》.[M]北京:机械工业出版社,2005.3.

[4]杨明山.《聚丙烯改性及配方》.[M]北京:化学工业出版社,2009.1.

[5]王慧敏.《高分子材料加工工艺学》.[M]北京:中国石化出版社,2012.2.

[6]王文广等.《塑料配方设计(2版)》.[M]北京:化学工业出版社,2004.

[7]周殿明,张丽娜.《塑料挤出成型问答》.[M]北京:化学工业出版社,2003.12.

[8]张玉龙,李萍.《塑料粒料配方与制备》.[M]北京:机械工业出版社,2004.7.

[9]张玉龙.《塑料配方及其组分设计宝典》.[M]北京:机械工业出版社,2005.9.

[10]叶蕊.《实用塑料加工技术》.[M]北京:金盾出版社,2000.11.

[11]林师沛.《塑料配制与成型》.[M]北京:化学工业出版社,2004.7.

[12]周殿明,张丽珍.《聚丙烯成型技术问答》.[M]北京:化学工业出版社,2007.1.

聚丙烯材料改性研究

聚丙烯材料改性研究 摘要:利用共混的方法,针对聚丙烯制品在实际应用中出现韧性差,易燃烧的缺点,重点研究了增塑剂POE 不同的量对聚丙烯抗冲击强度的影响,以及氢氧化镁对聚丙烯燃烧性能的影响。本次试验采用了高混机对所用原料进行共混,再将共混的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒,然后将制成的粒料利用注射机制作我们所需的的标准样条,最后对标准样条测试抗冲击强度和氧指数。结果显示,POE 增塑剂的量越多,则对聚丙烯的韧性改善更好,氢氧化镁由于加的量比较少,对聚丙烯的阻燃作用不明显。 关键词:聚丙烯;改性;造粒;增塑;阻燃 1前言 聚丙烯,是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯(isotactic polypropylene)、无规聚丙烯(atactic polypropylene)和间规聚丙烯(syndiotactic polypropylene)三种。甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯,若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯,当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中,等规结构含量约为95%,其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体,无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化,故熔点可高达167℃。耐热、耐腐蚀,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小,是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差,较易老化,但可分别通过改性予以克服。 采用相容剂技术和反应性共混技术对PP 进行共混改性是当前PP 共混改性发展的主要特点。它能在保证共混材料具有一定的拉伸强度和弯曲强度的前提下大幅度提高PP 耐冲击性。相容剂在共混体系中可以改善两相界面黏结状况,有利于实现微观多相体系的稳定,而宏观上是均匀的结构状态。反应型相容剂除具有一般相容剂的功效外,在共混过程中还能在两相之间产生分子链接,显著提高共混材料性能。 PP/弹性体二元共混体系虽有很好的韧性效果,但往往降低了材料的强度和刚度,耐热性能也有所降低。在二元共混体系中加入有增容作用或协同效应的物质,形成多元共混体系,则其综合性能可得到进一步提高。为了提高增韧PP 的硬度、热变形温度及尺寸稳定性,可使用经偶联剂活化处理的填料或增强材料进行补强。例如采用弹性体/无机刚性粒子/PP 三元复合增韧体系实现PP 的增韧增强,提高材料的综合性能,并且具有较低的成本。 溴系阻燃剂效率高、用量少,对材料的性能影响小,并且溴系阻燃剂价格适中。与其它类型的阻燃剂相比,溴系阻燃剂效能/价格比更具有优越性,我国供出口电子电气类产品中70%~80%都用此类阻燃剂。但是,近年来欧盟一些国家认为溴系阻燃剂燃烧时会产生有毒致癌的多溴代苯并恶瑛(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF)。欧盟出台了禁令,在欧盟国家销售的所有电子电气设备,不能含有多溴联苯及多溴二苯醚。阻燃剂的种类众多,其用量和性能都各自不同,需要在不同的情况下选用不同的阻燃剂。现如今,聚丙烯的阻燃剂正向着高效、低烟、绿色、环保和低成本的方向发展。所以本次实验采用比较绿色的阻燃剂氢氧化镁。 本次实验采用POE 对聚丙烯增韧;氢氧化镁对聚丙烯进行阻燃改性,由于加入氢氧化镁的量太多,挤出机挤出较困难,所以同时加入少量三氧化二锑(Sb 2O 3)来减少氢氧化镁用量, 降低加工难度。 2.实验 2.1配方设计

2020年(塑料橡胶材料)聚丙烯塑料的改性及应用(三)

(塑料橡胶材料)聚丙烯塑料的改性及应用(三)

热塑性低烟无卤阻燃电缆料性能

玻纤增强聚丙烯的抗蠕变性得到改善,能够比聚碳酸酯、耐热ABS、聚甲醛等塑料的性能更好。此外在150℃下保持1500小时,其拉伸强度和热变形温度都不会下降,在沸水和水蒸汽中可长期使用。 玻纤增强聚丙烯的加工流动性因玻纤的存在有所下降,但和其它塑料相比,仍然属良好的加工流动性。提高成型加工温度可使其流动性得到改善。

2改性聚丙烯发展动向

聚丙烯在生产数量迅速发展的同时,也在性能上不断出新,使其应用的广度和深度不断变化,近年来或者通过在聚合反应时加以改进,或者在聚合后造粒时采取措施,有壹些更具独特性能的聚丙烯新的品种问世,如透明聚丙烯、高熔体强度聚丙烯等。 2.1透明改性 PP的结晶是造成不透明的主要原因,利用急冷冻结PP的结晶趋向,能够得到透明的薄膜,但有壹定壁厚的制品,因热传导需要时间,芯层不可能迅速被冷却冻结,因此对于有壹定厚度的制品不能指望用急冷的办法提高透明度,必须从PP的结晶规律和影响因素入手。 经壹定技术手段得到的改性PP,可具有优良的透明性和表面光泽度,甚至能够和典型的透明塑料(如PET、PVC、PS等)相媲美。透明PP更为优越的是热变形温度高,壹般可高于110℃,有的甚至可达135℃,而上述三种透明塑料的热变形温度都低于90℃。由于透明PP的性能优势明显,近年来在全球都得以迅速发展,应用领域从家庭日用品到医疗器械,从包装用品到耐热器皿(微波炉加热用),都在大量使用。 PP的透明性提高可通过以下三种途径: (1)采用茂金属催化剂聚合出具有透明性的PP; (2)通过无规共聚得到透明性PP; (3)在普通聚丙烯中加入透明改性剂(主要是成核剂)提高其透明性。 4.1.1国内外发展态势 据日本理化株式会社介绍,日本7%的PP为透明PP,透明PP的产量在400kt/a之上。日本透明PP市场以微波炉炊具及家具俩方面的消耗量最大。日本出光化学X公司制造出和PVC具有同样透明性和光泽性的透明PP,当下能够广泛替代普通透明PVC制作文具、笔记本壹类的包装物,价格只相当于PVC的20%-30%,1999年出售了1200t透明PP。

聚丙烯改性

聚丙烯纤维的表面改性 学院:同济大学浙江学院 姓名:董瀚 学号:090736 摘要:结合聚丙烯( PP) 纤维分子结构特点、表面特性以及在水泥基材料应用中存在的问题, 研究了等离子处理方法对聚丙烯纤维表面的改性技术。 关键词:聚丙烯纤维; 表面改性;等离子处理 Research Progress in Surface Modification Technology of PP Fiber ABSTRACT:In this article, we discussed the molecule structure and surface characteristics of PP fiber and the problems whenthey were used in cement matrix material. The surface modification technology of PP fiber was also researched with corona treatment with coupling agent. KEYWORDS:polypropylene fiber; surface modification;corona treatment 1 前言 近年来, 聚丙烯( PP) 纤维在抗裂要求较高的混凝土工程中得到迅速的推广应用, 其出色的阻裂效果已得到试验及工程的证实。但同时也存在一些致命缺点: 表面光滑; 表面能低; 分子链上不含任何活性基团, 而且表面疏水, 以致于纤维在水泥基材料中不易分散; 与水泥基材的物理化学粘接性能较差等,严重制约了其在水泥基材料中的应用。因此对纤维表面进行适当的改性, 提高其在水泥基材料基体中的分散性和界面结合力是聚丙烯纤维扩大应用的关键所在。本文主要介绍等离子处理方法(塑性开裂性能的缺陷)。 2 PP 纤维的结构和性能 聚丙烯是一种结构规整的结晶型聚合物, 为乳白色, 无味, 无毒, 质轻, 是聚烯烃的一种, 密度为0190~ 0. 91g/ cm3, 不溶于水, 熔点为165 ℃ , 燃点为590 ℃; 耐热性能良好; 聚丙烯几乎不吸水, 耐蚀性能良好, 与大多数化学品, 如酸、碱和有机溶剂接触不发生作用; 物理机械性能良好, 抗拉强度330 ~414MPa, 极限伸长率200% ~ 700% , 弹性模量为3.92~ 4. 90GPa; 耐光性能差【1】。 聚丙烯纤维是聚丙烯切片经纺丝、拉伸工艺制成的纤维级产品, 其抗拉强度、极限伸长率以及弹性模量随制作工艺不同而变化较大【2】。聚丙烯纤维虽然具有很好的力学性能, 耐化学侵蚀, 但也存在一些致命缺点, 分子不带有极性基团、表面呈化学惰性和憎水性、在水泥基材料的应用中存在与基材的粘结性和抗蠕变性能较差的缺点。 众所周知, 水泥基材料耐久性的重要地位并不亚于强度和其它性能, 而耐久性不足最终都归结为材料开裂。在水泥基材料中掺入高弹性模量的钢纤维, 其作用主要是阻止硬化材料破坏时的裂缝扩展, 使硬化材料在开裂后仍能保持一定的抗拉强度。与钢纤维相比, 聚丙烯纤维的掺入能有效的抑制早期( 塑性期和硬化初期) 水泥基材料由于离析、泌水、收缩等因素形成的原生裂隙的发生和发展, 减少原生裂隙的数量和尺寸。因此, 聚丙烯纤维和钢纤维的阻裂效应是不同的, 它们分别改善了不同时期水泥基材料的性能。在一些对水泥基材料裂缝要求严格的工程中, 掺用聚丙烯纤维则有可能获得更为满意的效果, 因钢纤维在材料开裂后方能发挥阻裂效应,有些场合并无实际意义, 而水泥基材料在早期易发生塑性开裂性能的缺陷, 却可通过掺入聚丙烯纤维得到解决和改善。

聚丙烯抗冲改性的研究进展

聚丙烯抗冲改性的研究进展 [摘要] 综述了近年来有关反应器内抗冲改性聚丙烯研究的最新进展, 介绍了反应器内抗冲改性聚丙烯的生产工艺及多区循环流反应器在丙烯多段聚合中的应用; 介绍了反应器内抗冲改性聚丙烯的形态、结构与性能的关系; 介绍了 反应器内抗冲改性聚丙烯的研究方法及增韧机理。 [关键词] 聚丙烯; 抗冲改性; 共聚物; 结构与性能. 聚丙烯( PP)质轻、价廉, 具有良好的加工性能,应用范围广。PP的很多应用领域要求它具有较好的韧性。均聚PP在低温时变脆, 抗冲改性PP是通过在均聚PP中加入橡胶相制备的。以提高PP抗冲强度为目的的改性大多采用物理共混方法, 将PP和两种或两种以上的其它聚合物以机械共混方法进行混合, 可以得到一种宏观上均匀的聚合物共混物,在一定程度上提高共混物的性能。一方面, 以这种混合方式得到的PP与改性成分达不到真正均匀分布的状态, 故不能显提高共混物的冲击强度; 另一方面, 由于增加了共混工艺, 提高了生产抗冲改性PP的成本。因此, 研究人员想在聚合过程中完成共混工艺, 在反应器内直接合成抗冲改性的PP, 这样不仅可以简化工艺、降低生产成本, 而且还可以使PP和改性成分的混合程度达到亚微观状态, 从而有效地改善PP的抗冲性能。 本文对反应器内抗冲改性PP的生产工艺、形态结构、研究方法、增韧机理等方面的最新进展进行了综述。 1 应器内抗冲改性PP的生产工艺 反应器内抗冲改性PP的生产建立在第四代球形M gC l2 负载Z ieg ler- N atta 催化剂的基础上[ 1 ] 。第四代球形M gC l2 负载Z ieg ler- N a tta 催化剂具有以下特点[ 2] : ( 1)比表面积大; ( 2)孔隙率高, 孔径分布均匀; ( 3)活性中心在催化剂上分布均匀; ( 4)催化剂既具有一定的强度, 又能被聚合物增长时产生 的压力将内部结构破碎成较小颗粒, 并均匀地分布在膨胀着的聚合物内部; ( 5)单体可以自由地扩散到催化剂内部而发生聚合。由于聚合过程中的复制效应, 均聚过程中生成的丙烯均聚物复制了催化剂的某些特点, 如呈规则的球形、具有较高的孔隙率、活性中心在聚合物粒子内部分布均匀等。 反应器内抗冲改性PP 的生产一般采用两步法: 第一步先合成丙烯均聚物, 形成高立构规整度的聚合物, 为最终产品提供足够强的刚性, 这一步一般采用液相本体聚合或气相聚合工艺; 第二步合成乙丙共聚物(橡胶相), 为最终产品提供韧性, 共聚阶段一般采用气相共聚工艺; 最终产品的机械性 能实际上是刚性和韧性的平衡。气相共聚是反应器内抗冲改性PP 合成的关键步骤, 特殊的催化剂结构形态使本体聚合阶段获得的PP粒子具有较高的流动性和多孔性, 完全可以满足气相共聚的要求。合适的气相共聚工艺可以自由地调控共聚物的含量、组成及分子结构。气相共聚也保证了共聚物能均匀地分散在已形成的PP均聚物基体中, 这样既可以得到较高的橡胶相含量, 又不致使橡胶相过

聚丙烯塑料的改性及应用

聚丙烯塑料的改性及应用 1、聚丙烯在合成树脂生产中占据重要地位,发展极为迅速 聚丙烯是五大通用合成树脂中的一个重要品种,在国内外的发展均十分迅速。在全球塑料用五大合成树脂中,聚丙烯的产量占有1/4左右的份额,预计2006年世界五大通用合成树脂的总产能将达到1亿9千万吨,其中聚丙烯4878万吨,占总产能的25.6%[1]。而我国2004年聚丙烯树脂产量为474.88万吨,进口291.4万吨,出口1.53万吨,其表观消费量为764.7万吨,占当年全国五大通用树脂表观消费量总和2954万吨的25.9%。预计到2010年我国聚丙烯树脂的表观消费量将增加至1080万吨,较2004年增长40%以上。表1列出近期投产和正在建设的聚丙烯装置的地点和产能。 表1 近期投产和在建聚丙烯装置

在已宣布的新增产能中,中石化253万吨/年,中石油135万吨/年,而且大多数项目的产能都在30万吨以上,达到世界级规模。这些装置全部投产后,中石化的聚丙烯产能将超过巴赛尔公司,跃居全球榜首,中石油也将列位前五名之列,届时中国将成为生产聚丙烯树脂全球产能最大的国家。 另据报道,我国聚丙烯树脂的产量1995年仅为107.35万吨,到2005年达到522.95万吨,平均年递增38.7%,同期表观消费量也从212.92万吨增至823万吨,平均年递增28.7%,成为全球聚丙烯消费增长最快的国家[2]。 1 聚丙烯基本知识 1.1 树脂与塑料的定义和分类 树脂(Resin):高分子材料亦称高分子聚合物,分为天然高分子材料和合成高分子材料。在合成高分子材料中按塑料、橡胶、纤维三大用途分为合成树脂、合成橡胶和合成纤维三大类,其中用于塑料的合成树脂所占的比例最大,约占合成材料总量的2/3以上。 塑料(Plastics):以合成树脂为主要成分,添加有适量的填料、助剂、颜料,而且在加工过程中能流动成型的材料。 热塑性塑料(ThermoPlastics):能在特定温度范围内反复软化和冷却硬化的塑料。 热固性塑料(Thermosetting Plastics):在第一次成型之后,成为不熔、不溶性物料的塑料。

聚丙烯改性技术的研究进展

聚丙烯改性技术的研究进展 五大通用塑料中,聚丙烯(PP)发展历史虽短,却是发展最快的一种。与其他通用塑料相比,PP具有较好的综合性能,例如:相对密度小,有较好的耐热性,维卡软化点高于HDPE和ABS,加工性能优良;机械性能如屈服强度、拉伸强度及弹性模量均较高,刚性和耐磨都较优异;具有较小的介电率,电绝缘性良好,耐应力龟裂及耐化学药品性能较佳等。但由于PP成型收缩率大、脆性高、缺口冲击强度低,特别是在低温时尤为严重,这大大限制了PP的推广和应用。为此,从上世纪70年代中期,国内外就对PP改性进行了大量的研究,特别是在提高PP的缺口冲击强度和低温韧性方面,目前已成为国内外研究的重点和热点。 1 橡胶增韧PP 橡胶或热塑性弹性体以弹性微粒状分散结构增韧塑料,已被证实是增韧效果较为明显的一种方法。由于PP具有较大的晶粒,故在加工时球晶界面容易出现裂纹,导致其脆性。通过掺人各种含有柔性高分子链的橡胶或弹性体,可大幅度提高PP的冲击强度,改善低温韧性。传统的PP增韧剂有三元乙丙橡胶(EPDM)、二元乙丙橡胶(EPR)、苯乙烯与丁二烯类热塑性弹性体(SBS)、顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)等,其中以EPDM或EPR取效果最好。 1.1 PP/乙丙橡胶共混体系 PP与乙丙橡胶都含有丙基,溶度参数相近,根据相似相容原理,它们之间应具有较好的相容性。由于乙丙橡胶具有高弹性和良好的低温性能,因此与PP 共混可改善PP的冲击性能和低温脆性。 李蕴能等研究了乙丙橡胶心P共混物的性能,得出结论:在相同橡胶含量下,增韧共聚PP的效果远优于增韧均聚PP,且增韧效果与橡胶的种类有关。通常情况下,EPR的增韧效果优于EPDM。通过实验发现,当橡胶含量为30%时,增韧效果最好;不同结晶度的EPR对PP的增韧效果也不一样,结晶度越低,其增韧效果越好。 刘晓辉等对不同PP心Pr)M共混物的力学性能进行了研究。结果表明:(1)随着体系中EPDM加入量的增多,材料的冲击强度明显上升,当EPDM含量为30%左右时,冲击强度出现极值;(2)冲击强度的提高和变化与EPDM在PP中的形态和分布有关;(3)EPDM的加入对共混晶体结构有影响,但晶体结构上的差

开发高性能聚丙烯改性材料

(总第154期> 2004年10月30日 开发高性能聚丙烯改性材料 提升湛江电饭煲地质量档次 湛江市包装材料企业有限公司 涂志刚 市科技专家咨询委员会专家 众所周知,在小家电行业,湛江地电饭煲全国有名,早在八十年代半球地广告就遍布全国大中城市.据统计目前湛江生产地电饭煲市场占有率为30%左右,而且大量出口到东南亚.电饭煲产业地发展也带动了相关配件行业地发展,其中包括电饭煲上用到地大量塑料制件,因此在湛江催生了塑料注塑成型加工行业,通过注塑成型,生产电饭煲上地塑料制件,如外壳、内盖、中环、蒸笼、底座等.电饭煲上用到地塑料材料主要是聚丙烯改性材料,最初,这些改性材料主要从珠三角地区购买,近年来在湛江本地逐步有一些私人小企业开始生产,由于价格低廉,但是技术水平与广州附近地企业相比有较,很快地占有了大部分市场 大差距,产品质量较差,因此最终会使电饭煲地质量受到一定程度地影响,这将成为电饭煲产业链拓展地薄弱环节.由此可见在湛江开发高性能地聚丙烯改性材料,对促进电饭煲产业群地发展具有十分重要地意义.b5E2RGbCAP

一聚丙烯

PP共混改性配方大全精编版

PP共混改性配方大全 聚丙烯是目前用量最大的通用塑料之一,但较高的结晶度也给 PP造成低温韧性差、成型收缩率大和缺口敏感性大等缺点,在一定 程度上限制了其更广泛的应用。共混改性是PP增韧的最有效途径。 它是利用组份之间的相容性或反应共混的原理,将两种或两种以上的聚合物与助剂在一定温度下进行机械共混,最终形成一种宏观上均匀,微观上相分离的新材料。通过对PP的共混故性,可以使其综合性能 大大提高,从而和工程塑料及聚合物合金在众多应用领域里竞争。 PP共混改性使用的主要共混物物及改性效果如下表: PP 接下来就是干货满满的具体改性配方和工艺啦! 1、PP/LDPE共混改性 配方 树脂PP100;相容剂PE-g-MAH5;LDPE20;润滑剂HSt0.3; 加工工艺 将PP与PE、相容剂及助剂按配方比例混合、搅拌、挤出造粒,制成改性材料。挤出机料筒温度为:一段210℃,二段215℃,三段210℃;螺杆长径比为25:1;螺杆转速为120~160r/min。 性能 PP与PE共混,可改善PP的韧性,增大低温下落球冲击强度。按配方比例的共混材料的屈服应力13.6MPa;屈服应变率为12.3%,断裂应力为4.78MPa;断裂应变率为114.6%。

2、PP/HDPE共混改性 配方 树脂PP57.35;抗氧剂10760.2;HDPE40;PEPQ0.2;交联剂叔丁基过氧基异丙苯0.15;加工助剂硬脂酸镁0.1;填充剂硅灰石2; 加工工艺 在常温常压下,将各组分按配方比例在高速混合机中混合10min,然后采用双螺杆挤出机进行熔融共混,挤出造粒。挤出温度150-220℃,螺杆转速为300r/min,经切粒、干燥工序制得PP/HDPE共混改性材料。 性能 拉伸强度34.8MPa,悬臂梁冲击强度49.3J/m。该材料表面消光效果良好,可用于包装、日用品和建筑材料等领域。 3、PP/LLDPE共混改性 配方 树脂PP(EPF30R)60-70;钛酸酯偶联剂(ND2-311)适量;LLDPE15-20;抗氧剂增韧剂POE(8150)5~10;光稳定剂适量;填充剂滑石粉(平均粒径12μm)10~15; 加工工艺 等高速混合机预热至110℃,加入一定量的无机填料,低速搅拌15min后,分三次加入填料质量分数为2%的偶联剂,每次加入偶联剂后,高速搅拌5min,然后放出填料备用。按配方比例准确称取PP、PE、POE、填料和其他助剂,混合后加入双螺杆挤出机料斗中,挤出

聚丙烯改性研究及其在输液瓶瓶盖中的应用

聚丙烯改性研究及其在输液瓶瓶盖中的应用 王以秀,张乃潮,唐雷,朱雪真,刘应福,李忠志 威高集团创新公司 大输液制剂作为常用药之一,临床需求量非常大。作为第一代输液产品玻璃瓶装大输液,由于玻璃瓶包装的生产工艺复杂,需反复清洗使用,易产生玻璃纤维,质量难以控制,存在对人体健康产生不良影响的诸多隐患,且运输成本高、易碎。同时使用后的玻璃瓶不便处理、污染环境,逐步淘汰是必然的趋势。随着人们医疗健康水平和科学技术不断提高,塑料包装大输液已成为当今国际输液包装发展的主流之一。 2006年全国各类输液的用量约为30多亿瓶,塑瓶输液约占20%,瓶盖料的用量将高达2500吨,产值达1亿元;预计未来几年塑瓶输液的需求量将占输液产量的40-50%,将达到15亿瓶,瓶盖料的用量将达6000吨,产值达2亿元。输液用改性聚丙烯瓶盖料目前国内只有几家公司生产,而市场瓶盖料的用量每年以10%的速度递增,面对如此巨大的市场,同时为了保证威高集团洁瑞医用制品有限公司的市场竞争力,我公司决定研制开发输液用改性聚丙烯瓶盖料。 目前,我公司已经大批量生产输液用改性聚丙烯瓶盖料,除了供威高集团药业公司使用,还对外销售。 1 实验部分 1.1主要原料 无规共聚聚丙烯(PP),乙烯—辛烯共聚物(POE),聚乙烯(PE),三元乙丙橡胶(EPDM),乙烯—醋酸乙烯共聚物(EVA)。 以上原料均为商品。 1.2 试验设备 双螺杆挤出机 南京橡塑机械厂制造的SJSH-40双螺杆挤出机组。其螺杆直径Φ为40mm,长/径比为36,各段温度控制在150-220℃。 1.3 性能检测 1.3.1 熔体指数 采用长春长城试验机厂生产的XNK—400Z型熔融指数仪,测试条件为230℃,

聚丙烯的共混改性

聚丙烯的共混改性 材料一班历晨 1205101018 摘要:聚丙烯,是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规,无规和间 规聚丙烯三种。 甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯,若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧无规聚丙烯,当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中,等规结构含 量约为95%,其余为无规或间规聚丙烯。 关键字:聚丙烯共混改性、聚丙烯改性研究、改性制品八大应用 聚丙烯共混改性 PP/EVA共混体系 : 物理共混改性的方法分别制备出乙烯—醋酸乙烯含量为0~20wt%的聚丙烯(PP)/乙烯—醋酸乙烯(EVA)共混切片,以PP为皮层、PP/EVA共混物为芯层,采用熔融纺丝工艺制备出皮芯复合中空纤维。文中通过研究原材料的组成、EVA含量、复合比例、纺丝温度和挤出速率/卷绕速率匹配对熔融纺丝稳定性的影响,确定了最佳熔融纺丝工艺,同时对复合纤维的力学性能进行了测试。采用差示扫描量热分析仪(DSC)、声速仪、宽角X-射线衍射仪(WXRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析与检测手段对PP/EVA共混物及共混纤维进行相关性能测试,并经过浸泡,研究皮芯复合中空纤维对有机小分子物质的吸附性能。结果表明:1、当EVA含量为0~20wt%时,可以顺利的进行共混造粒。PP/EVA共混物的熔融指数随着EVA质量百分含量的增加而明显降低;随着温度的升高,共混物熔融指数在230℃后急剧升高,流动性明显改善;PP/EVA共混体系为热力学不相容体系。2、具有可纺性的PP/EVA共混物,经严格控制纺丝条件,可以纺制成一定直径且粗细均匀的皮芯复合中空纤维。最佳纺丝工艺条件为:EVA含量10wt%,皮芯复合比6/4,纺丝温度230℃,挤出速率39.69g/min,卷绕速率500m/min。3、随EVA含量的增加和拉伸倍数的增大,纤维的纤度和断裂强度单调减小。当EVA含量为10wt%,实际拉伸倍数为3.7时,纤维的纤度为9dtex,断裂强度和断裂伸长分别为3.0cN/dtex、39%。4、皮芯复合中空纤维通过纤维内部EVA中的极性基团吸附有机小分子物质,吸附量主要取决于纤维中EVA的含量。5、乙烯—醋酸乙烯与有机小分子物质的溶解度参数差异决定吸附量,两者的溶解度参数差异越小,吸附量越大,因此皮芯复合中空纤维对丙烯酸甲酯的吸附性能很好,对苯乙烯吸附性较好,对乙酸乙酯和柏树精油的吸附性相对较差。 6、拉伸倍数在0~4倍时,随着拉伸倍数的增加,纤维对有机小分子物质的吸附量降低;随着温度 的升高,纤维对有机小分子物质的吸附量在50℃时出现最大值. PP/TPEE共混体系:聚丙烯(PP)纤维是由等规聚丙烯经纺丝加工制得的纤维,具有质轻、强力高、 弹性好、化学稳定性好、制造成本低、再循环加工简便等特点,被广泛用于无纺布、卫生用品、绳 索等。但由于聚丙烯纤维大分子内不含任何极性基团,结构规整,结晶度高,疏水性强,分子内不 含能与染料发生作用的染座,所以丙纶的染色性能较差,严重影响了其在服用纺织品上的应用。因 此,对聚丙烯进行可染改性,是广大研究工作者一直关注的热点。其中在聚丙烯基体中通过加入含 染座的改性剂进行共混改性,是聚丙烯纤维可染改性的主要方法。但改性剂的添加,会对聚丙烯的 纺丝性能和纤维力学性能带来较大的影响,因此,选择适宜的改性添加剂及如何改善聚丙烯与改性 添加剂的相容性,是共混改性的难点。本文采用共混改性的方法,选用与PP溶解度参数较接近的聚 对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)与聚四亚甲基醚二醇(PTMG)的嵌段共聚物(TPEE)作为改性添加剂,分别 以乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯 (PP-g-GMA)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为相容剂,在双螺杆挤出机中按一定共混比例制得共混样 品;利用扫描电镜(SEM)、旋转流变仪、差示扫描量热仪(DSC)、X-射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TG)

改性聚丙烯的特点与应用

改性聚丙烯的特点与应用 改性聚丙烯,顾名思义就是基于聚丙烯原材料对其性能的改进,如增强聚丙烯的冲击、拉伸、弹性等。聚丙烯通过增韧、填充、增强、共混等改性方法可得到性能各不相同的新型材料,广泛应用于汽车、家电等领域。 改性聚丙烯在汽车领域的应用 改性聚丙烯在汽车内饰中的应用有仪表板、转向柱、门板、立柱、空调系统等,材料具有高流动性、良好的刚韧平衡等特点。不同车型、不同设计可以有很多种材料选择。在汽车领域中,常用的改性聚丙烯有长玻纤增强聚丙烯、免喷涂聚丙烯、低VOC/低气味聚丙烯、微发泡聚丙烯等。 长玻纤增强聚丙烯材料 该材料是目前热塑性塑料市场中增长较快的塑料品种之一,尤其是在汽车用塑料中。聚赛龙LFT-PP,即长玻纤增强聚丙烯材料,比重在2.0以内,相比钢的7.6、铜的8.4、铝的2.7,减重效果都要明显很多。LFT-PP的性能也非常好,在120℃时的高温疲劳强度是普通玻纤增强PP的2倍,甚至比以耐热性著称的玻纤增强尼龙高10%,因而这种材料具有作为结构件所需的耐久性和可靠性,是汽车轻量化的首选材料。 聚赛龙长玻纤增强PP材料主要应用于底护板、天窗排水槽、仪表板骨架、前端框架、发动机底护板、发动机罩盖、排档盒底座、后视镜支架、门内板、油门踏板、卡车保险杠支架等部件。 聚赛龙LFT-PP材料牌号:PPLGF-30H、PPLGF-50H、PPLGF-40H 免喷涂聚丙烯材料 汽车用免喷涂聚丙烯材料是在聚丙烯原料(PP)中通过熔融共混的方式加入具有不同显示效果的:金属粉、珠光粉、陶瓷粉、高光色粉等,使其自带特殊色彩效果。免喷涂聚丙烯塑料已经成功应用于汽车领域的外饰件等。 聚赛龙免喷涂PP材料在汽车领域的应用:材料具有高光泽、易成型、耐刮擦、可回收的特点,主要应用于汽车侧裙,牌号有PP22、PP257、PP212A、SE7010、PP/EPDM+T20等。 聚丙烯微发泡材料 微发泡(Microcellular Foaming)是指以热塑性材料为基体,制品中间层密布尺寸从十到几十微米的封闭微孔。微发泡注塑成型技术突破了传统注塑的诸多局限,在基本保证制品性能的基础上,可以明显减轻重量和成型的周期,大大降低机台的锁模力,并具有内应力和翘曲小、平直度高,没有缩水,尺寸稳定,成型视窗大等特点,特别是在生产高精密和材料较贵的制品上与常规注塑相比较独具优势,成为近年来注塑技术发展的一个重要方向。聚丙烯微发泡材料能够满足大型微发泡汽车注塑件。

聚丙烯及其改性材料简介

目录 一聚丙烯 (2) 1.1 聚丙烯的性能 (2) (1)优点 (2) (2)缺点 (2) 1.2 聚丙烯链的立体结构 (2) 1.3 聚丙烯的晶体结构 (3) 二聚丙烯改性 (3) 三聚丙烯填充与增强改性新材料 (4) 3.1 聚丙烯填充改性性能特点及发展趋势 (4) 3.2 常用填充材料 (5) 1、碳酸钙 (5) 2、滑石粉 (5) 3、高岭土 (5) 3.3 聚丙烯的增强改性 (5) 3.4 聚丙烯填充与增强改性新材料 (6) 1、碳酸钙与滑石粉填充改性聚丙烯 (6) 2、玻璃微珠改性聚丙烯新材料 (6) 3、云母填充改性PP (6) 4、玻璃纤维增强聚丙烯新材料 (7)

一聚丙烯 1.1 聚丙烯的性能 (1)优点 1)聚丙烯密度为0.90~0.91g/cm3,是通用塑料中最轻的一种; 2)具有优良的耐热性,长期使用温度可高达100~120℃,无载荷时使用温度可达150℃,是通用塑料中唯一能在水中煮沸,并能经受135℃的消毒温度的品种; 3)聚丙烯是一种非极性塑料,具有优良的化学稳定性,并且结晶度越高,化学稳定性越好,室温下只有强氧化性酸(如发烟硫酸、硝酸)对它有腐蚀作用。吸水性很小,吸水率不到0.01%; 4)力学强度、刚性和耐应力开裂都超过高密度聚乙烯,而且有突出的延伸性和抗弯曲疲劳性能; 5)电绝缘性能优良,特别是高频绝缘性好,击穿电压强度也高,加上吸水率低,可用于120℃的无线电、电视的耐热绝缘材料; 6)综合性能优异,易加工、生产成本低。 (2)缺点 1)聚丙烯的耐低温性能不如聚乙烯,脆化温度约为-30~-10℃,低温甚至室温下的抗冲击性能不佳,低温易脆; 2)在成型和使用中易受光、热、氧的作用而老化; 3)熔点较低、热变形温度低、抗蠕变性差、尺寸稳定性不好。 1.2 聚丙烯链的立体结构 丙烯用齐格勒-纳塔催化剂聚合后,所得聚合物的X射线构型有等规、间规和无规三种。在PP生产过程中,尽管采用不同的催化剂和不同的操作条件,但工业PP产品主要是等规PP(含有少量的无规物和间规物)。

高熔体强度聚丙烯的研究解析

高熔体强度聚丙烯的研究简介概述1 PP Mont-ecati年由意大利蒙特卡迪尼(万。195710~50聚丙烯(PP),分子量一般为)公司实现工业化生产。聚丙烯为白色蜡状材料,外观与聚乙烯相近,但密度比聚ni℃左右,热性能好,在通用树脂中是唯一能在水165乙烯小,透明度大些,软化点在℃,具有优异的介电性能。溶解性-10~20130℃下消毒的品种,脆点中煮沸,并能在相近。作为一种通用塑料,聚丙烯具有较好的综合性能,聚丙烯的成PE能及渗透性与型收缩率较聚乙烯小,具有良好的耐应力开裂性。因而被广泛应用于制造薄膜、电绝缘体、容器、包装品等,还可用作机械零件如法兰、接头、汽车零部件、管道等,聚丙烯还可以拉丝成纤维。在近年来所举的通用塑料工程塑料化技术中,聚丙烯作为首机械强度和硬度较低以及成PP也存在低温脆性、选材料不断地引起了人们的重视。但型收缩率大、易老化、而热性差等缺点。因此在应用范围上,尤其是作为结构材料和年代中期国内外就采用化学或物理改性方工程塑料应用受到很大的限制。为此,从70的缺口冲击强度和低温韧性方面进PP进行了大量的研究开发特别是针对提高法对PP行了多种增强增韧改性研究开发。常见的改性方法有共聚改性、共混改性和添加成核剂等。 1.1 PP生产方法和种类 中国聚丙烯的工业生产始于20世纪70年代,经过30多年的发展,生产技术、工艺也趋于多样化,已经基本上形成了淤浆法、液相本体-气相法、间歇式液相本体法、气相法等多种生产工艺并举,大中小型生产规模共存的生产格局。中国的大型聚丙烯生产装置以引进技术为主,中型和小型聚丙烯生产装置以国产化技术为主。由最初的浆液工艺发展到目前广泛使用的液相本体法和气相法,液相本体法因其不使用稀释剂、流程短、能耗低,现已显示出后来居上的优势。 (1)淤浆法:在稀释剂(如己烷)中聚合,是最早工业化的方法; (2)液相本体法:在70℃和3MPa的条件下,在液体丙烯中聚合; (3)气相法:在丙烯呈气态条件下聚合。 - 2 - )和间规IPP根据甲基排列位置聚丙烯可分为等规聚丙烯()、无规聚丙烯(APP 聚丙烯(SPP)三种。甲基无秩序的排列在分子主链的两甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯,侧称无规聚丙烯,当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的,其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规聚丙烯树脂中,等规结构含量约为95%物为主要成分。通常为半透明无色固体,无臭无毒,由于结构规整而高度结晶化,故熔点可高达167℃,耐热、耐腐蚀,制品可用蒸汽消毒,密度小,是最轻的通用塑料。 PP的特点1.2 ℃)、低透明度、低光泽度、低刚性,冲击强100PP材料有较低的热变形温度(℃。由于结晶度较高,这种材料150度随着乙烯含量的增加而增大,维卡软化温度为不存在环境应力开裂问题,无毒、无味、密度小、的表面刚度和抗划痕特性很好。PP℃左右使用。具有良好的介强度、刚度、硬度、耐热性均优于低压聚乙烯,可在100电性能和高频绝缘性且不受湿度影响,但低温时变脆,不耐磨、易老化。

聚丙烯(论文

前言 聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一,具有密度小、刚性好、强度高、耐挠曲、耐化学腐蚀、绝缘性好等优等。不足之处是低温冲击性能较差、易老化、成型收缩率大。PP 用途相当广泛,可用于包括农业和三大支柱产业(汽车工业、建筑材料、机械电子) 在内的诸多领域。开拓PP在重大产业领域的市场,取代其他塑料,所凭借的因素一是PP 物美价廉、二是PP改性的进展。尽管PP 生产工艺和催化剂历经几代更新,取得了很大的成就,但要用反应器产品直接作为某些目标产品(包括注塑级、纤维级、薄膜级等) 的原料或专用料,有的还需提高它的综合性能。即对反应器后产品作一定的改性。反过来说,PP改性也扩大了自身的应用领域,通过改性,人们可以得到性能好和价廉的PP原料。 按照参加聚合的单体组成,PP可分为均聚物和共聚物两种。均聚物由单一丙烯单体聚合而成,因而具有较高的结晶度、机械强度和耐热性。PP共聚物是聚合时加入少量乙烯单体共聚而成,具有较高的冲击强度。广义上讲,相对于均聚物,共聚物可以说是一种改性产品。目前国内石化厂生产PP以均聚物为主,品种单一,提供PP均聚物的改性方法无疑是有现实意义的。

聚丙烯的改性方法 §1章PP聚合物的改性综述 1.1化学改性 聚丙烯的化学改性是指通过化学方法改变聚丙烯分子链上的原子或原子团的种类及组合方式的改性方法。经化学改性后的聚丙烯, 其分子链结构发生变化, 从而对材料的聚集态结构或织态结构产生影响, 改变材料性能, 因此, 通过化学改性可以得到具有不同应用性能的新材料。 1.1.1聚丙烯的共聚改性 以丙烯单体为主的共聚改性可在一定程度上增进均聚PP的冲击性能、透明性和加工流动性,它是提高PP 韧性, 尤其是低温韧性的最有效的手段之一。将丙烯、乙烯混合在一起聚合, 其聚合物主链中无规则地分布着丙烯和乙烯链段,乙烯则起着阻止聚合物结晶的作用, 当乙烯质量分数达到20%时结晶便很困难, 当质量分数为30%时就完全无定形, 成为无规共聚物, 其特点是结晶度低、透明性好、冲击强度增大等。采用Zieglar 催化剂或茂金属催化剂可以制备立构嵌段聚丙烯( 又称为热塑性弹性聚丙烯,Thermoplastic elastomer)。由于在分子链上同时含有等规和无规两种链段, 因此具有低的初始弹性模量,相对高的拉伸强度, 低的蠕变性能以及高的可逆形变。嵌段共聚物与等规共聚物相比, 低温性能优良, 耐冲击性好; 与等规PP 和各种热塑性高聚物的共混物相比, 刚性降低不大。 Exxon 公司[2 ]采用双茂金属催化剂在单反应器中制备了双峰分布的丙烯- 乙烯共聚物,其加工温度范围大约为26 ℃,比常用的聚丙烯共聚物的加工温度范围(约15 ℃)宽,克服了单峰茂金属聚丙烯树脂加工温度范围窄的缺点,在生产BOPP 薄膜时拉伸更均匀且不易破裂,并可以在低于传统聚丙烯的加工温度下生产性能良好的聚丙烯薄膜。浙江大学合成3种新型非桥联二茚锆茂催的存在下, 与PP在挤出机中熔融共混完成接枝反应(或者与丙烯单体共聚),然后在水的作用下,硅烷水解成硅醇,经缩合脱水而交联。该技术的关键是在接枝反应时必须严格监控,防止PP降解。 1.1.2 聚丙烯的接枝改性

高熔体强度聚丙烯的研究解析

高熔体强度聚丙烯的研究简介 1 PP概述 聚丙烯(PP),分子量一般为10~50万。1957年由意大利蒙特卡迪尼(Mont-ecati ni)公司实现工业化生产。聚丙烯为白色蜡状材料,外观与聚乙烯相近,但密度比聚乙烯小,透明度大些,软化点在165℃左右,热性能好,在通用树脂中是唯一能在水中煮沸,并能在130℃下消毒的品种,脆点-10~20℃,具有优异的介电性能。溶解性能及渗透性与PE相近。作为一种通用塑料,聚丙烯具有较好的综合性能,聚丙烯的成型收缩率较聚乙烯小,具有良好的耐应力开裂性。因而被广泛应用于制造薄膜、电绝缘体、容器、包装品等,还可用作机械零件如法兰、接头、汽车零部件、管道等,聚丙烯还可以拉丝成纤维。在近年来所举的通用塑料工程塑料化技术中,聚丙烯作为首选材料不断地引起了人们的重视。但PP也存在低温脆性、机械强度和硬度较低以及成型收缩率大、易老化、而热性差等缺点。因此在应用范围上,尤其是作为结构材料和工程塑料应用受到很大的限制。为此,从70年代中期国内外就采用化学或物理改性方法对PP进行了大量的研究开发特别是针对提高PP的缺口冲击强度和低温韧性方面进行了多种增强增韧改性研究开发。常见的改性方法有共聚改性、共混改性和添加成核剂等。 1.1 PP生产方法和种类 中国聚丙烯的工业生产始于20世纪70年代,经过30多年的发展,生产技术、工艺也趋于多样化,已经基本上形成了淤浆法、液相本体-气相法、间歇式液相本体法、气相法等多种生产工艺并举,大中小型生产规模共存的生产格局。中国的大型聚丙烯生产装置以引进技术为主,中型和小型聚丙烯生产装置以国产化技术为主。由最初的浆液工艺发展到目前广泛使用的液相本体法和气相法,液相本体法因其不使用稀释剂、流程短、能耗低,现已显示出后来居上的优势。 (1)淤浆法:在稀释剂(如己烷)中聚合,是最早工业化的方法; (2)液相本体法:在70℃和3MPa的条件下,在液体丙烯中聚合; (3)气相法:在丙烯呈气态条件下聚合。

关于聚烯烃(聚丙烯、聚乙烯)共混改性的现代研究

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/176418046.html, 关于聚烯烃(聚丙烯、聚乙烯)共混改性的现代研究 作者:赵艳张滨茹杨伟 来源:《科学与信息化》2017年第29期 摘要随着当今社会的快速发展和科学技术的不断进步,高分子材料在工农业中应用的比重也在不断增加,并得到了广泛的应用。由于塑料是高分子材料发展的重要内容之一,PP在使用过程中,不仅应该具有较高的强度,也应该有良好的韧性。因此对通用大品种树脂聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)开展改性研究一直是高分子材料科学研究领域的重要课题。 关键词聚烯烃;聚丙烯;聚乙烯;共混改性 前言 众所周知,PP和PE是重要的通用大品种树脂,聚丙烯(PP)具有比重小、耐应力开裂性和耐磨性能突出、较好的耐热性和化学稳定性等优点,但脆性和低温抗冲击性能差。聚乙烯(PE)具有优良的电绝缘性、耐化学性、耐低温性和良好的加工流动性等特点,但耐热性 差、耐大气老化性能差以及易应力开裂等缺点也相当突出。因此聚丙烯和聚乙烯的改性研究已经成为目前高分子材料科学研究的重点,本文主要对聚丙烯(PP)与聚乙烯(PE)的共混改性进行研究与探讨。 1 聚烯烃概述 1.1 聚丙烯 聚丙烯(即)是非常重要的廉价通用高分子材料,它具有比重小、耐应力开裂性和耐磨性能突出、较好的耐热性和化学稳定性等优点,广泛用于薄膜、管材、板材、注射产品及中空制品中。聚丙烯相对低的价格和适宜的特性提高了它的市场效能,不仅用做其他材料的替代物,而且也不断地开发出一些新的应用[1]。 1.2 聚乙烯 聚乙烯工艺化已有60多年的历史,聚乙烯现在是世界上产量最大、品种繁多的最重要的合成树脂之一。其应用已深入到国民经济的各个部门和人们的日常生活中。历经半个多世纪的开发,现在已能生产各种类型和品级的聚乙烯树脂,可以做成不同形式、不同用途的系列制品。在满足最终用途的前提下,与其他聚合物和非聚合物材料相比,聚乙烯树脂以其价廉质优而具有强劲的市场竞争力,已发展成生产量大、用途宽广的最重要的一类通用树脂。 2 聚烯烃(聚丙烯,聚乙烯)共混改性方法

聚丙烯改性研究

太原理工大学 硕士学位论文 聚丙烯改性研究 姓名:王文杰 申请学位级别:硕士专业:高分子化学与物理指导教师:吕志平 20100501

聚丙烯改性研究 摘要 本文利用对叔丁基苯甲酸、钛酸四异丙酯和正硅酸乙酯合成了钛类新型成核剂,考察了此类成核剂的性能;并探讨研究了N-甘氨酸基马来酰胺酸(GMA)、N-甘氨酸基马来酰胺酸钙(GMACa)和N-二乙酸基马来酰亚胺(DAMI)熔融接枝到聚丙烯上的可行性,考察了改性后聚丙烯的性能。 通过热重分析(TG)、X-射线衍射分析(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、偏光显微镜和力学性能测试等手段进行了表征,并测试了聚丙烯的维卡软化点和熔融指数。 TG测试结果表明: 钛类成核剂在温度为254.1℃时开始分解,这说明此类成核剂在聚丙烯加工温度(200-220℃)下是稳定的,可以作为聚丙烯的成核剂。 DSC、XRD、维卡软化点和偏光显微镜测试结果表明: 钛类成核剂为有效的聚丙烯α晶型成核剂,在聚丙烯中加入0.3%的成核剂TST后,其结晶温度和结晶速率都有了不同程度的提高,分别比纯PP提高了15.62℃和3%,结晶起始温度与结晶峰温度之差也由纯PP的4.4℃降低到了2.8℃;聚丙烯的维卡软化点比纯PP提高了7.7℃;聚丙烯的球晶尺寸明显减小,晶粒之间的界面模糊。 熔融接枝改性聚丙烯后,聚丙烯的结晶速率、结晶度和维卡软化点均有不同程度的提高,其中GMA在其质量分数为2%时,聚丙烯的结晶温度和

结晶度分别比交联基础数据提高了9.18℃和5.6%;聚丙烯的维卡软化点提高了18.1℃;聚丙烯的晶粒明显细化,球晶之间界限不明显。 力学性能测试结果表明: 利用钛类成核剂改性后,聚丙烯的力学性能都有了不同程度的提高。其中拉伸强度最大为40.54MPa,最大增幅为15.2%;抗弯曲强度最大为61.35MPa,最大增幅为26.3%;抗冲击强度最大为13.02kJ/m2,最大增幅为114.9%。 利用熔融接枝改性聚丙烯后,聚丙烯的拉伸强度、抗弯曲强度和抗冲击强度比交联基础数据也有了大幅度地提高,而且尤以接枝N-甘氨酸基马来酰胺酸后聚丙烯的力学性能最好,其拉伸强度、抗弯曲强度和抗冲击强度最大分别为41.18MPa、51.74MPa和17.35kJ/m2。 关键词:聚丙烯,成核剂,钛类成核剂,熔融接枝,性能

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