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当PP的物理改性方法及其进展0

发布时间:2021-09-12 00:48:13 阅读: 来源:弹簧机厂家
当PP的物理改性方法及其进展0

PP的物理改性方法及其进展

尽管PP存在着不少优点,但是在耐低温冲击方面、易老化方面、成型收缩率方面、易燃烧方面、染色方面等有着本质上的弱点,所以在作为结构材料和工程塑料材料上受到很大限制,为此必须对PP进行各种各样的改性,才能拓宽其应用范围,使改性PP从通用塑料跨入到工程塑料行列中去。

PP改性包括两大类:一类是化学改性,一类是物理改性。下面叙述一下物理改性。

物理改性

物理改性是在PP基体中加鼓励更多商家加入到“绿动计划”中来入其他的无机材料、有机材料、其他塑料品种、橡胶品种、热塑性弹性体,或一些是有特殊功能的添加助剂,经过混合、混炼而制得具有优异性能的PP复合材料。

物理改性大致分为:填充改性、增强改性、共混改性、功能性改性等。

物理改性工艺路线简单易行,一般不需要复杂或特殊的设备,利用塑料成型加工工厂原来设备即可。但在要求特殊性能的改性制品时,则需要添加专用设备,如作磁性塑料时,需要在挤出机机头添加强化磁场设备等。

下面分述一下几种物理改性方法及其进展。

1.填充改性

在PP树脂中加入一定量的无机填料、有机填料,来提高制品的某些性能,并能降低材料成本。

填充PP的无机填料常用:云母粉、碳酸钙、滑石粉、硅灰石、炭黑、石膏、赤泥、立德粉、硫酸钡等,常用的有机填料有:木粉、稻壳粉、花生壳粉等。

云母填充PP的性能与其配比、混合工艺、偶联剂种类、云母粒度等因素有关。一般云母的添加量为40%以下为好,云母的粒径在300目以上为好,钛酸酯偶联剂用量为云母的30%左右为好,硅烷偶联剂可适当少些,用丙烯酸表面处理剂时,用量可加大到%,云母的种类对复合材料的热性能、力学性能关系不大,云母的长径比若不是太大、云母的粒径大小对材料的力学性能基本无大的影响,粒径小些,对常温冲击和低温冲击强度及热变形温度稍稍有些提高。云母的长径比越大,增强效果越好。

制备云母填充PP时,尽量不破坏云母的长径比,使云母均匀分散是其重要因素,为此,采用静态混合器、销钉型混炼螺杆、双螺杆挤出机等有助于提高填充效果。

硅灰石填充PP时,硅灰石的用量在%为好,粒径采用目为好,填充后对复合材料的拉伸强度有所降低,但对于常温和低温下的缺口冲击强度有所提高,如常温缺口冲击由原来的4.5上升到5.9千焦智能型电缆故障闪络测试仪(闪测仪)开始投入使用耳/平方米,低温缺口冲击由原来的1.8上升到2.2千焦耳/平方米,而对于无缺口冲击强度均是下降的。由此看来,硅灰石的填充有助于克服聚丙烯对缺口敏感性的弱点。

用硅烷偶联剂处理硅灰石,对提高复合材料的力学性能有益,对材料的成型加工性能也能改善。

其他滑石粉、赤泥、重质碳酸钙等填充PP时,粘度增加较大,但随着切变速率增加时,这种粘度增大现象就逐渐减弱,一般可用表面处理剂如聚乙烯蜡、脂肪酸盐等及采用双螺杆挤出机,就可改善这种成型加工性能。

用有机填料木粉、玉米棒芯时,应选择长径比大于15的为好,这样可改善韧性和负荷畸变度。

低填充滑石粉时,指滑石粉含量%,PP复合材料可取代ABS或高抗冲聚苯乙烯,高填充是指滑石粉含量超过30%,主要用于对产品外观要求不高,主要是要求热变形温度、模量等性能的制品。

目前填充改性中填料日益趋向超细化,已出现了超细碳酸钙、超细滑石粉,粒径为1250目、2500目等。

另外填充改性的发展趋势是填料的表面改性技术在不断完善,开发不少表面处理剂,不仅起到偶联剂作用,还具有分散剂、增湿剂、降粘剂、成型加工助剂、增加韧性等作用,这样可加大填充用量,可达到60%以上的填充量。

2.增强改性

增强改性PP可以取代工程塑料,所选用的增强材料有玻璃纤维、石棉纤维、单晶纤维和铍、硼、碳化硅等,另外填料改性中的云母。滑石粉处理好时,也能作为增强材料用。

玻璃纤维增强PP应用较广,一种是混合法,即用短玻璃纤维象填料那样进行成型加工;另一种是包复法,该法近似于电线生产方法,即在单螺杆第1挤出机上安装一包复头,玻璃纤维连续进入包复头,P}从料斗进入螺杆,两者汇合在一起,而后造粒即可。

常用的偶联剂为硅烷类,或在偶联剂体系中加入氯化有机物或过氧化物改善PY性能。也有采用马来酰亚胺、邻苯二酸酐、均苯四酸酐、二苯甲酮四酸酐等进行处理的。

玻璃纤维增强改性时应注意的是:玻纤在PP基体中的均匀分散,若分散不均匀,则会在混合体系中出现玻纤的“堆积区”和“空隙区”,这些易造成应力集中,降低制品强度。另玻纤的取向问题也是一个重要问题,在注射成型时应特别注意。

3.共混改性

共混改性是指用其他塑料、橡胶、或热塑性弹性体与PP共混,填入PP中较大的晶球内,以此改善PP的韧性和低温脆性。为此加入玻璃化温度相对PP来说较低的一种塑料如LDP海南将整合港口资源E、HDPE,这样PP晶相和无定形LDPE组成两相连续贯穿结钩,这种贯穿结构作为韧性络传递和分散冲击能量。

例如PP/HDPE共混,一般希望这两种原料的熔融指数相接近为好,HDPE的添加量一般在25%以下为好,从共混物的流动曲线看,HDPE起一种“增塑作用”。

加入橡胶或弹性体是改性PP的主要途径,如在PP中可加世:顺丁胶、乙丙胶、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物(SBS)乙烯丙烯二烯系三元共聚物(EPDM)、天然胶、聚异丁烯橡胶等。

有时用三元共混增韧体系,效果更好,如PP/LDPE/乙丙胶,PP/LDPE/EVA,PP/LDPE/EPDM,此时低温脆性可降到-40℃左右。

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