王冉

摘 要：聚丙烯具有良好的綜合性能，但是聚丙烯缺口沖擊強(qiáng)度低、耐候性差、低溫易脆斷，成型收縮率大，從而大大限制了聚丙烯的應(yīng)用，因此需提高其綜合性能尤其是韌性。本文綜述了晶須增韌、無(wú)機(jī)剛性粒子增韌、無(wú)機(jī)納米粒子增韌以及橡膠/彈性體增韌PP的研究方法。

關(guān)鍵詞：增韌；聚丙烯

聚丙烯（PP）具有較好的綜合性能，如屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度及彈性模量均較高，電絕緣性良好，但聚丙烯成型收縮率大，特別在低溫時(shí)尤為嚴(yán)重，從而限制了PP 的應(yīng)用。本文主要從晶須增韌、無(wú)機(jī)剛性粒子增韌、無(wú)機(jī)納米粒子增韌以及橡膠/彈性體增韌PP四個(gè)方面進(jìn)行綜述。

1 晶須增韌

胡海青[3]等研究了堿式硫酸鎂晶須對(duì)聚丙烯及PP /SBS 共混體系性能的影響，發(fā)現(xiàn)堿式硫酸鎂晶須對(duì)PP 有增韌效果較好，沖擊強(qiáng)度提高2 倍左右，彎曲強(qiáng)度、布氏硬度和流動(dòng)性能也顯著提高。堿式硫酸鎂晶須增強(qiáng)聚丙烯的最佳用量為30 份左右。

2 無(wú)機(jī)納米粒子

填充粒子的粒徑越小， 比表面積越大， 與聚合物基體樹脂的界面結(jié)合力越強(qiáng)， 從而納米復(fù)合材料更好地綜合了無(wú)機(jī)納米粒子與基體樹脂的優(yōu)點(diǎn)， 得到高性能的復(fù)合材料。石璞[4]等利用自制的復(fù)合偶聯(lián)劑對(duì)納米進(jìn)行表面處理， 再與聚丙烯熔融共混， 制備聚丙烯納米復(fù)合材料，復(fù)合材料的力學(xué)性能最優(yōu)與純相比， 沖擊強(qiáng)度提高了。丁超[5]等通過(guò)自制的長(zhǎng)鏈帶有反應(yīng)基團(tuán)的不飽和季胺鹽改性蒙脫土， 在高接枝率的三單體接枝聚丙烯的增容作用下， 與進(jìn)行熔融共混， 形成插層型納米復(fù)合材料。與純的聚丙烯相比， 所制備的納米復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度提高， 彎曲強(qiáng)度提高， 模量提高， 沖擊強(qiáng)度提高。史大剛[6]等通過(guò)對(duì)納米碳酸鈣增韌PP 及復(fù)合材料的機(jī)械斷面的研究發(fā)現(xiàn)，由于納米碳酸鈣的小尺寸效應(yīng)、大的比表面積而使表面原子處于高度活化狀態(tài)，并與聚合物強(qiáng)的界面相互作用，從而使聚丙烯的結(jié)晶行為發(fā)生較大改變，并引起聚丙烯的力學(xué)性能的變化。

3 無(wú)機(jī)剛性粒子

剛性粒子增韌聚丙烯 ，能在提高材料抗沖性能的同時(shí)，不降低其拉伸強(qiáng)度和剛性，加工流動(dòng)性和耐熱性也會(huì)隨剛性粒子的加入而相應(yīng)地有所提高。無(wú)機(jī)粒子的作用和橡膠增韌聚丙烯的作用機(jī)理是相同的，即無(wú)機(jī)粒子在一定的范圍內(nèi)同基體脫離，從而控制擴(kuò)張過(guò)程。

4 橡膠/彈性體增韌

橡膠或彈性體以彈性微粒狀分散結(jié)構(gòu)增韌塑料，是增韌效果較為明顯的一種方法。聚丙烯具有較大的晶粒，在加工時(shí)球晶界面容易出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致其脆性。通過(guò)摻入各種含有柔性高分子鏈的橡膠或彈性體，可大幅度提高聚丙烯的沖擊強(qiáng)度，改善低溫韌性。常用的聚丙烯增韌劑有三元乙丙橡膠、二元乙丙橡膠 、苯乙烯與丁二烯類熱塑性彈性體、順丁橡膠、丁苯橡膠等。

敖玉輝[10]等通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)制備了三種不同的彈性體EPR、EDPM、POE與PP的共混物，并測(cè)試了共混物的力學(xué)性能，比較了三種彈性體的增韌效率。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，彈性體含量在0 一30 % 之間， 隨著P O E、EDPR、E P R 在共混物中的含量的增加， 共混物的沖擊強(qiáng)度逐漸增大， 當(dāng)彈性體含量達(dá)到25 % （質(zhì)量比）時(shí)， 三種共混物的沖擊強(qiáng)度都超過(guò)40 ）/m， 這表明三種彈性體都是P P 的有效增韌劑。PO E 的剪切模量相對(duì)較低， 更容易發(fā)生空洞化， 其在斷裂時(shí)會(huì)吸收更多的能量， 這也是其增韌效率高的重要原因。反之，E P D M 的剪切模量較高， 這也是造成其與PP 共混物沖擊性能相對(duì)較低的原因。

參考文獻(xiàn)

[1]周健，王毓琦，孟海賓. 鈦酸鉀晶須改性聚丙烯的性能研究[J].工程塑料的應(yīng)用，2005，33 （ 11 ） ： 21- 24.

[2] 周興平，解孝林，LiR.K.Y.. PP/PMMA接枝劍麻纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能[J]. 材料研究學(xué)報(bào). 2002（05）

[3] 胡海青，趙堯森，王亞，等. 晶須改性聚丙烯[J]. 塑料工業(yè)，2001，29（ 2） ： 46 - 47.

[4]石璞， 晉剛， 吳宏武等納米增強(qiáng)增韌獲丙始的研究中國(guó)塑料， 2002，16（1）；37～40

[5]丁超， 何盆， 洪浩群等不同改性象脫土對(duì)聚丙始， 脫土納米復(fù)合材料性能的影響材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2004，22（5）；746--749

[6] 史大剛，姚子華，仇滿德，等. 聚丙烯/納米粒子復(fù)合材料結(jié)晶行為的研究.現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，2005，17（ 1） ： 19 - 21.

[7]李東明，漆宗能. 碳酸鈣增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的斷裂韌性. 高分子材料科學(xué)與工程， 1991 ，（2）：18

[8]王劍峰. 具有核殼結(jié)構(gòu)的CaCO3表面包覆改性及其在PP 復(fù)合材料中的應(yīng)用. 福州： 福建師范大學(xué)， 2008.

[9]方鎮(zhèn).原位固相接枝改性調(diào)控聚丙烯/碳酸鈣復(fù)合材料的界面性質(zhì)及性能研究. 福州： 福建師范大學(xué)， 2010.

[10]敖玉輝， 孫偉權(quán)，楊海東，張會(huì)軒.不同彈性體增韌聚丙烯的研究，中國(guó)塑料2005.