塑料人必知改性PP增韧的11种方案
发布时间：2023-11-21 14:15:07 点击数：0
塑料人必知改性PP增韧的11种方案
（1） PP/PE增韧体系
（2）PP/EVA增韧体系
EVA在增韧PP的同时，还可以提高断裂伸长率、熔体流动指数和表面光泽度。
所选用的EVA中VA的含量为14%-18%之间。用20%EVA-15增韧PP，其冲击强度提高12倍之多，刚性下降幅度小，其成本又低于弹性体或橡胶增韧PP，综合性能优于PP/EPDM体系。
（3）PP/PA6增韧体系
PP/PA6共混体系可改善两者本身固有缺点，使材料具有优良的综合性能指标，选取15%PA6加入PP中，可使其冲击强度提高50%，拉伸强度下降13.8%;如再加入5% PP-g-MAH作为相容剂，其冲击强度可提高113%，拉伸强度下降2.7%。
（4）mPE/PP增韧体系
mPE具有非常低的玻璃化温度，而且断裂伸长率很大，非常适合于PP的增韧改性。
mPE对PP有较好的增韧效果，在PP中加入40%mPE，于-30℃下的缺口冲击强度超过纯PP的20倍，约为同等质量份数EPDM增韧效果的9倍。另外还发现，用mPE增韧 PP，复合材料具有较低的拉伸永久变形、压缩永久变形和蠕变变形，卓越的低温性能和加工性能，成为EPDM的强有力竞争者。
此外，新开发的增韧材料有乙烯-辛烯共聚物EOC，用其增韧可使PP的冲击强度增加9倍之多。
（5）POE增韧PP体系
PP/POE是近年来开发的弹性体增韧PP体系，其增韧效果最好，耐候性好，流动性佳，热稳定性好，加工性能好，也是目前最常用的弹性体增韧PP体系。
POE与PP的相容性非常好，增韧效果尤其是低温增韧效果十分明显，优于EPDM、EPR，其增韧效果为POE>EPDM>EPR，且弯曲模量和拉伸强度下降幅度小，其下降次序为POE
POE在PP中加入量超过15%时，增韧效果迅速提高。如在PP中加入30%POE时，其缺口冲击强度从纯PP的76.4J/m增加到626J/m。
与EPDM相比，POE内聚能低、不含双键、耐候性好，是EPDM的强有力替代品。
（6）SBS增韧PP体系
SBS对PP的增韧效果不如EPDM，但可用于一般应用场合。
研究表明，当SBS的含量在0-10份之间时，冲击强度随加入量增大而增大;超过15份后，冲击强度反而下降。用SBS与PP制成的耐冲击型PP的常温和低温冲击性能可分别提高5倍和10倍。具体配方为PP：SBS：CaCO3 =48：40：12时，相关性能的悬臂梁冲击强度为70kj/m2。
（7）EPDM、EPR增韧PP体系
EPDM(乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物)、EPR(乙烯-丙烯二元共聚物)是PP传统最常用弹性体增韧材料，尤其以EPDM为主，两者具有高弹性和良好的耐低温性能，可改善PP的冲击性能和耐低温性能。由于两者结构中都含有丙基，因此与PP的相容性都很好，热稳定性非常高。
在5%-30%的含量范围内，随其加入量的增大，体系的冲击强度近似线性迅速增大;但同时，体系的弯曲强度、拉伸强度、热变形温度等明显降低。
与EPR相比EPDM与PP有良好的界面相互作用，溶解度参数相等(均为8.1)，与PP的相容性更好，对PP的增韧效果更明显。
以EPR为例，在PP中加入20%时，常温缺口冲击强度提高10倍之多，脆化温度下降4倍之多。
以EPDM为例，当PP/EPDM/滑石粉以100/20/10比例配合用于汽车保险杠时，不同生产厂家的性能如下表所示。
将EPDM进行MAH接枝后形成EPDM-g-MAH后，用EPDM-g-MAH增韧PP比纯EPDM效果更好。
（8）BR增韧PP体系
顺丁橡胶(BR)具有高弹性、良好的低温性能(玻璃化温度-110℃)、耐磨性、耐挠曲性等优点，BR的溶解度参数与PP接近，与PP的相容性好，增韧效果好。
当PP/BR为100/15时，其冲击强度提高近6倍，脆化温度下降到8℃(下降23℃)。
（9）塑料/弹性体协同增韧PP体系
弹性体与PP共混虽然具有优良的冲击强度，但刚性、强度和热变形温度等性能损失较大，且成本提高明显。为了改善力学性能和降低成本，在弹性体/PP增韧体系中，加入塑料形成弹性体/塑料/PP三元共混体系。
在三元共混体系中最常用的塑料为HDPE和LLDPE，具体实例如PP/SBS/HDPE、PP/EPR/HDPE
PP/EPDM/LLDPE、PP/HDPE/BR(100/15/15)、PP/PS/mPE、PP/PS/SBS等。
PP/HDPE/BR三元增韧体系，当比例为100/15/15时，不但韧性好，还具有高的拉伸强度和挠曲强度。
PP/SBS/BR三元共混体系的协同效果显著，比单一PP/SBS或PP/BR增韧效果好得多。
对以上增韧体系的配方设计应注意如下几点。
①增韧效果。POE>mPE>TPE>EPDM，但从经济上考虑用EPDM多。
②相容剂的选择。对与PP相容性不好的增韧材料，在配方设计时，应加入相容剂，常用的有PP-g-MAH。加入相容剂后，冲击强度提高幅度明显增大。如PA、PS、PVC等，都需要加入相容剂。
③加入量的确定。各种增韧材料对PP的增韧效果都有一个最佳加入量范围，如SBS在15%以下效果好，POE在15%以上好。
④增韧材料的选用。不同增韧材料的增韧效果和对其他性能的影响不同，因此对不同应用场合PP的性能要求也不同，应根据具体性能来选择增韧材料。如EPR增韧PP的耐老化性不好，用于户外的汽车保险杠一般不选择EPR而选用耐候性较好的EPDM。
⑤复合增韧。单一材料增韧PP，虽然冲击强度提高了，但对其他性能影响较大。为此，常选用复合增韧，以平衡各方面性能，并可适当降低成本。
⑥弹性体的粒度。粒径小于1.5微米时，可取得较好的增韧效果。
（10）无机刚性粒子增韧PP体系
常用的无机刚性增韧材料有云母、滑石粉、硅灰石、碳酸钙和硫酸钡等。
用橡胶进行预增韧体系，对无机刚性粒子进行适当的表面处理后，可形成以无机刚性粒子为核，、橡胶为壳的核-壳分散结构，无机刚性粒子的增韧效果十分显著。具体应用实例有PP/EPDM/CaCO3、PP/EPDM/滑石粉、PP/EPDM/硅灰石等。
无橡胶的预增韧体系，对无机刚性粒子的处理强度要大，最好在加入偶联剂的同时加入助偶联剂，复合处理效果好。对经界面改性剂优化处理的无机刚性粒子，也可形成以无机刚性粒子为核、界面改性剂为壳的壳-壳分散结构。如PP/优化处理的高岭土增韧体系，当高岭土加入30%时，冲击强度高达480J/m;再如，经烷基羧酸盐和助偶联剂处理的CaCO3，在PP中加入50%时，其冲击强度可提高1倍左右。
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