李建，楊明，陳文祥

（1.湖北汽車工業(yè)學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖北十堰 442002； 2.神龍汽車有限公司，武漢 430056）

長纖維增強(qiáng)PP復(fù)合材料的制備與性能研究*

李建1，楊明1，陳文祥2

（1.湖北汽車工業(yè)學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖北十堰 442002； 2.神龍汽車有限公司，武漢 430056）

通過開煉-模壓成型工藝方法，制備了長玻璃纖維（LGF）增強(qiáng)聚丙烯（PP）復(fù)合材料，首先研究了β成核劑對(duì)純PP力學(xué)性能和結(jié)晶性能的影響，在此基礎(chǔ)上研究了LGF對(duì)PP/LGF復(fù)合材料力學(xué)、結(jié)晶性能及熱穩(wěn)定性的影響，最后探討了增容劑馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠（EPDM-g-MAH）對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，β成核劑可以改善PP的沖擊韌性，但降低了PP的拉伸和彎曲強(qiáng)度，當(dāng)β成核劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%時(shí)，PP的綜合性能最好；隨LGF含量增加，PP/LGF復(fù)合材料的拉伸、彎曲和沖擊強(qiáng)度及結(jié)晶度總體上呈先增大后減小的趨勢(shì)，不同LGF含量下的復(fù)合材料起始熱分解溫度均在390℃以上，當(dāng)LGF質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，復(fù)合材料的綜合性能最好；少量的EPDM-g-MAH能改善LGF與PP基體的界面相容性，大幅增強(qiáng)了復(fù)合材料的韌性，其最適宜的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。

長纖維；熱塑性塑料；聚丙烯；模壓；力學(xué)性能

長纖維增強(qiáng)熱塑性塑料是用長度為50～80 mm的纖維［如玻璃纖維（GF）、碳纖維、芳綸纖維］與聚丙烯（PP）、聚乙稀、尼龍66、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂等熱塑性或熱固性樹脂基體通過注射、擠出、壓制等多種成型方法加工制得的高性能復(fù)合材料。與熱固性樹脂基體相比，熱塑性樹脂［1］種類繁多，具有諸多優(yōu)勢(shì)，如：良好的耐化學(xué)藥品性與耐水性，高沖擊強(qiáng)度，可以熱成型，生產(chǎn)效率高，成型方法多，成型工藝簡單，可多次加工、回收再利用等。與短纖維增強(qiáng)熱塑性塑料相比［2］，長纖維增強(qiáng)熱塑性塑料中的纖維保留長度大，具有更好的剛性和耐蠕變性，且壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度更高、沖擊性能更好、使用溫度更高［3］。

PP是熱塑性塑料的主要品種之一，在汽車用塑料中的比例高達(dá)30%以上，一般用于制造汽車保險(xiǎn)杠、儀表板、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇、遮陽板、汽車內(nèi)飾護(hù)板等［4］。但PP尺寸精度低、耐低溫沖擊性能差、易老化，脫模后易變脆、變形，且抗靜電性、耐候性與染色性較差，限制了PP的使用范圍［5］。因而，PP的增強(qiáng)增韌改性一直是汽車行業(yè)的研究熱點(diǎn)。

PP熔融溫度一般在165℃以上，再考慮到纖維流動(dòng)、纖維與樹脂之間的混合均勻程度、材料物理力學(xué)性能等因素，纖維增強(qiáng)PP復(fù)合材料的成型工藝主要集中在注射、擠出、模壓、纏繞等，其中注射成型以短切纖維（長度1～30 mm）為主，缺點(diǎn)是復(fù)合材料力學(xué)性能相對(duì)不高［6］；擠出成型、纏繞成型以連續(xù)纖維（長度＞100 cm）為主，缺點(diǎn)是纖維嚴(yán)重取向［7］；而模壓成型以長纖維（50～80 mm）為主，缺點(diǎn)是纖維流動(dòng)性差［8］。

筆者以長GF （LGF）為增強(qiáng)纖維，通過開煉-模壓成型工藝（以開煉方式提高樹脂與纖維之間的混合和浸潤程度，降低纖維取向影響，以模壓方式增強(qiáng)材料的致密性，提高力學(xué)性能）制備了PP/LGF復(fù)合材料。重點(diǎn)研究了PP/LGF復(fù)合材料中成核劑、LGF含量以及增容劑對(duì)其性能的影響。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要原料

PP：4712E1，美國?？松梨诠?；

LGF：長度60 mm，重慶玻璃纖維有限公司；

β成核劑：BT-9802，天津市德盈科技發(fā)展有限公司；

硅烷偶聯(lián)劑：KH550，南京優(yōu)普化工有限公司；

馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠（EPDM-g-MAH）：南京德巴化工有限公司。

1.2主要設(shè)備與儀器

開煉機(jī)：BL-6175-B型，江都市明珠試驗(yàn)設(shè)備有限公司；

模壓機(jī)：MX100型，華中科技大學(xué)熱加工工程研究所；

萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)：CMT5205型，深圳市新三思材料檢測(cè)有限公司；

沖擊力學(xué)試驗(yàn)機(jī)：ZBC50型，深圳市新三思材料檢測(cè)有限公司；

差示掃描量熱（DSC）儀：Q-200型，美國TA公司；

SDT同步熱分析儀：Q-600型，美國TA公司；

掃描電子顯微鏡（SEM）：JSM-6510LV型，東莞市協(xié)美電子有限公司。

1.3試樣制備

（1） LGF表面處理。

將LGF浸泡于偶聯(lián)劑KH550的稀水深液（濃度1%～2%）中，充分浸潤后，取出放置在100℃烘箱中干燥備用。

（2） PP/LGF復(fù)合材料制備。

采用開煉-模壓成型方法制備PP/LGF復(fù)合材料試樣：①將輥距調(diào)至1.5 mm，待雙輥筒的溫度升至為155±5℃時(shí)，加入PP及各種助劑使其通過輥縫熔融，然后將輥距調(diào)至10 mm，加入LGF進(jìn)行混煉，時(shí)間為15 min，下片，得到預(yù)浸料；②將冷卻后的薄片預(yù)浸料裁剪成30 cm×30 cm的方形，多層疊放，厚度為5 mm，然后將其放置到模壓機(jī)中進(jìn)行模壓成型，其中熱壓機(jī)上下兩板溫度為180±5℃，壓強(qiáng)為4 MPa，預(yù)熱時(shí)間為15 min，保壓時(shí)間為7 min，模壓結(jié)束后在冷壓機(jī)上進(jìn)行冷卻，時(shí)間為4 min，冷卻模壓壓強(qiáng)仍然為4 MPa，最后利用制樣機(jī)裁切成標(biāo)準(zhǔn)試樣。

1.4測(cè)試與表征

拉伸強(qiáng)度按GB/T 1040-2008測(cè)試，拉伸速率10 mm/min；

彎曲強(qiáng)度按GB/T 9341-2008測(cè)試，測(cè)試速率2 mm/min；

沖擊強(qiáng)度按GB/T 1043-2008測(cè)試；

SEM表征：將試樣在液氮溫度下脆斷，二氯甲烷刻蝕斷面，干燥后鍍金膜，然后利用SEM觀察相結(jié)構(gòu)并拍照；

DSC分析：試樣質(zhì)量約為10 mg，升溫范圍為40～200℃，升溫速率為10℃/min；

熱重（TG）分析：利用SDT同步熱分析儀進(jìn)行分析，試樣質(zhì)量約為10 mg，升溫范圍為40～800℃，升溫速率為20℃/min。

2　結(jié)果與討論

2.1成核劑對(duì)PP性能的影響

筆者所用PP是一種等規(guī)PP，為球晶態(tài)高聚物，結(jié)晶度高達(dá)95%以上，故而脆性大，沖擊強(qiáng)度低［9］。為提高PP的沖擊韌性，可向其添加β成核劑，改變PP的結(jié)晶形態(tài)，引導(dǎo)PP由球晶向樹枝晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，進(jìn)而提高材料的沖擊韌性［10］?？紤]到LGF對(duì)PP的結(jié)晶性能有較大影響，為了避免LGF對(duì)β成核劑改性效果的干擾，在未加LGF的情況下，研究了β成核劑對(duì)PP力學(xué)性能和結(jié)晶性能的影響。

（1） β成核劑含量對(duì)PP力學(xué)性能的影響。

圖1為β成核劑含量對(duì)PP拉伸、彎曲和沖擊強(qiáng)度的影響。由圖1可知，隨著β成核劑含量的增加，PP的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度減小，而沖擊強(qiáng)度逐漸增大。這是由于加入β成核劑后，PP晶體首先以棒狀結(jié)構(gòu)生長，然后由晶片到晶束，由于β晶結(jié)構(gòu)呈平行的捆束狀，從而有利于PP的塑性變形，導(dǎo)致其韌性增大，強(qiáng)度和剛性減小。在拉伸和彎曲變形時(shí)，β晶的聚集狀態(tài)引發(fā)微小裂紋產(chǎn)生應(yīng)力集中，產(chǎn)生裂紋帶，最終使其拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度下降。β晶平行的捆束狀結(jié)構(gòu)和其易發(fā)生塑性變形的特點(diǎn)，有利于吸收晶界之間所擴(kuò)散的力的能量，從而導(dǎo)致其具有較高的沖擊強(qiáng)度［11］。

圖2為不同β成核劑含量的PP斷面SEM照片。

圖1　β成核劑含量對(duì)PP拉伸、彎曲和沖擊強(qiáng)度的影響

圖2　不同β成核劑含量的PP斷面SEM照片

由圖2可以看出，當(dāng)β成核劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%和0.2%時(shí)，其在PP中的分散較為均勻，由此形成的晶體形態(tài)亦較為均勻。但當(dāng)β成核劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.3%時(shí)，成核劑分散困難、易團(tuán)聚，導(dǎo)致晶體形態(tài)變差。

（2） β成核劑含量對(duì)PP結(jié)晶性能的影響。

采用DSC儀測(cè)試了不同β成核劑含量下PP的熔融曲線，由此得出的DSC測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。由表1可以看出，隨著β成核劑含量的增加，PP的結(jié)晶度先增加后降低。這主要是因?yàn)楫?dāng)β成核劑含量較低時(shí)，β成核劑可起到誘導(dǎo)結(jié)晶作用，有利于聚合物成核，提高了晶體的結(jié)晶度；但當(dāng)β成核劑含量超過一定值（0.2%）后，形成的球晶與樹枝晶之間相互擠壓，交叉生長并重疊，在一定程度上阻礙了分子鏈的運(yùn)動(dòng)排列，結(jié)晶度有所降低。

表1　不同β成核劑含量的PP的DSC測(cè)試數(shù)據(jù)

考慮到β成核劑對(duì)PP力學(xué)性能和結(jié)晶性能的綜合影響，在后續(xù)研究中，采用的β成核劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%。

2.2LGF對(duì)PP/LGF復(fù)合材料性能的影響

（1） LGF含量對(duì)PP/LGF復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。

圖3為LGF含量對(duì)PP/LGF復(fù)合材料（已添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的β成核劑）拉伸、彎曲和沖擊強(qiáng)度的影響。由圖3a可知，隨LGF含量的增加，PP/LGF復(fù)合材料的拉伸和彎曲強(qiáng)度先迅速增加，當(dāng)LGF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，復(fù)合材料的拉伸和彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大，分別為105.59，94.36 MPa，比純PP的拉伸強(qiáng)度（44.85 MPa）和彎曲強(qiáng)度（42.33 MPa）提高了135.4%和122.9%。這是因?yàn)楫?dāng)PP/LGF復(fù)合材料受到外力作用時(shí)，PP基體產(chǎn)生塑性變形，通過力的傳遞，應(yīng)力由基體傳至LGF，使其起到增強(qiáng)PP的作用。但隨著LGF含量的繼續(xù)增加，PP/LGF復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度開始呈下降趨勢(shì)。當(dāng)LGF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從20%提高到50%時(shí)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度下降了40.7%，彎曲強(qiáng)度下降了28.0%，這表明LGF的含量并不是越高越好。這是因?yàn)殡S著LGF含量的進(jìn)一步增加，體系黏度增大，LGF的浸潤程度降低，其與PP的界面相容性變差，最終使復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度下降。

圖3　LGF含量對(duì)PP/LGF復(fù)合材料拉伸、彎曲和沖擊強(qiáng)度的影響

由圖3b可以看出，當(dāng)LGF質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0%增加到10%時(shí)，PP/LGF復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度迅速增大，這是由于當(dāng)LGF含量低時(shí)，熔體黏度較低，制備試樣時(shí)對(duì)其損傷小，使得LGF的長度得以保留，LGF也可以得到充分浸潤和分散，當(dāng)PP/LGF復(fù)合材料受到?jīng)_擊時(shí)，LGF可吸收大量的能量，表現(xiàn)為復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度增大。當(dāng)LGF質(zhì)量分?jǐn)?shù)由10%增加到20%時(shí)，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度繼續(xù)升高，但幅度很小，之后隨著LGF含量的繼續(xù)增加，沖擊強(qiáng)度有所降低但變化幅度很小，趨于穩(wěn)定。當(dāng)LGF質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大值，為49.4 kJ/m2，比純PP的沖擊強(qiáng)度（6.2 kJ/m2）提高了近7倍。

圖4為不同LGF含量的PP/LGF復(fù)合材料斷面的SEM照片。由圖4可以看出，當(dāng)LGF質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于20%時(shí)，所制得的LGF/PP復(fù)合材料基體中的纖維長度較長且纖維分布較為均勻；纖維被拔出后的孔洞形狀也較為規(guī)則。LGF在復(fù)合材料中主要起“骨架”支撐作用，當(dāng)有外力作用在復(fù)合材料上時(shí)，PP會(huì)將所受外力傳遞到纖維束上，從而對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能產(chǎn)生重大影響。當(dāng)LGF質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于20%時(shí)，被拔出的LGF表面光滑，表明LGF與PP基體的界面相容性較差，纖維未得到充分的浸潤。

圖4　不同LGF含量的PP/LGF復(fù)合材料斷面的SEM照片

（2） LGF含量對(duì)PP/LGF復(fù)合材料結(jié)晶性能的影響。

不同LGF含量的PP/LGF復(fù)合材料DSC測(cè)試數(shù)據(jù)如表2所示。由表2可知，隨著LGF含量的增加，PP/LGF復(fù)合材料的熔融焓和結(jié)晶度先增大后減小。這是由于當(dāng)LGF含量很少時(shí)，其能引起PP晶體的異相成核，促進(jìn)了晶體的形成，提高了結(jié)晶度。而當(dāng)LGF含量達(dá)到一定的值時(shí)（約為20%），隨著其含量繼續(xù)增加，阻礙了PP基體中晶體的形成和增長，且使處于連續(xù)相的晶體被分散，降低了結(jié)晶度。

表2　不同LGF含量的PP/LGF復(fù)合材料的DSC測(cè)試數(shù)據(jù)

（3） LGF含量對(duì)PP/LGF復(fù)合材料熱穩(wěn)定性的的影響。

不同LGF含量的PP/LGF復(fù)合材料TG分析測(cè)試數(shù)據(jù)如表3所示。由表3可知，不同LGF含量的PP/LGF復(fù)合材料的起始分解溫度相差不大，均在390℃以上，不同LGF含量的復(fù)合材料的失重率基本與各自的LGF含量相對(duì)應(yīng)。由此可以看出，LGF含量對(duì)復(fù)合材料的熱分解溫度影響不大，PP/ LGF復(fù)合材料具有較好的熱穩(wěn)定性。

表3　不同LGF含量的PP/LGF復(fù)合材料的TG測(cè)試數(shù)據(jù)

2.3增容劑對(duì)PP/LGF復(fù)合材料力學(xué)性能的影響

由于LGF與PP分別為無機(jī)、有機(jī)材料，兩者相容性較差，為提高PP/LGF復(fù)合材料的力學(xué)性能，需要在復(fù)合材料中添加增容劑［12］。筆者選擇EPDM-g-MAH作為PP/LGF復(fù)合材料的增容劑，由于EPDM-g-MAH的含量對(duì)PP/LGF復(fù)合材料的熱分解溫度影響不大，故專門研究了其對(duì)PP/LGF復(fù)合材料（其中，β成核劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%，LGF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%）力學(xué)性能的影響，結(jié)果如圖5所示。

圖5　EPDM-g-MAH含量對(duì)PP/LGF復(fù)合材料力學(xué)性能的影響

由圖5可知，在PP/LGF復(fù)合材料中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的EPDM-g-MAH，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度有所上升，但當(dāng)EPDM-g-MAH質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過5%時(shí)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度開始下降。這是因?yàn)樯倭康腅PDM-g-MAH可以改善LGF與PP基體之間的相容性，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度有所上升；但由于EPDM自身的強(qiáng)度低于PP，所以當(dāng)EPDM-g-MAH質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過5%時(shí)，EPDM-g-MAH反而降低了復(fù)合材料的強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的下降。另外，隨著EPDM-g-MAH含量的增加，PP/LGF復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度得到大幅提高。但當(dāng)EPDM-g-MAH質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過10%時(shí)，復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度的增幅變小。綜合來看，在PP/LGF復(fù)合材料中EPDM-g-MAH適宜的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。

3　結(jié)論

（1）隨著β成核劑含量的增加，PP的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度逐漸降低，而沖擊強(qiáng)度逐漸增大，結(jié)晶度先增大后減小，當(dāng)β成核劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%時(shí)，PP的綜合性能最好。

（2）隨著LGF含量的增加，PP/LGF復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度及結(jié)晶度總體呈現(xiàn)先增大后減小趨勢(shì)，不同LGF含量下的復(fù)合材料起始分解溫度均在390℃以上，當(dāng)LGF質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，復(fù)合材料的綜合性能最好。

（3）少量的EPDM-g-MAH能有效改善LGF與PP基體的界面相容性，可大幅提高復(fù)合材料的韌性，其適宜的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。

［1］ 陳武榮，鐘立松，王明軍，等.國內(nèi)外增強(qiáng)型熱塑性材料發(fā)展概況［J］.絕緣材料，2013，46（6）：29-30. Chen Wurong，Zhong Lisong，Wang Mingjun，et al. Development situation of reinforced thermoplastic material［J］. Ιnsulating Materials，2013，46（6）：29-30.

［2］ Ma Xuhui，Qiu Nengxing，Han Jing. Study on polypropylene composite reinforced by long glass fiber［J］. Plastics Science and Technology，2013，41（12）：32-34.

［3］ 張志堅(jiān)，龔穎，盧康利，等.玻纖含量對(duì)長纖維增強(qiáng)聚丙烯性能的影響［J］.工程塑料應(yīng)用，2013，41（1）：35-38. Zhang Zhijian，Gong Ying，Lu Kangli，et al. Ιnfluence of fiber content on properties of long glass fiber reinforced polypropylene［J］. Engineering Plastics Application，2013，41（1）：35-38.

［4］ 魏莉霞，馬鳴圖，楊潔.長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在汽車輕量化上的應(yīng)用［J］.新材料產(chǎn)業(yè)，2013（9）：45-52. Wei Lixia，Ma Mingtu，Yang Jie. Application of long-fiber reinforced thermoplastic composites on lightweight automotive［J］. Advanced Materials Ιndustry，2013（9）：45-52.

［5］ Karl H，Bruce V. How to mold long fiber reinforced thermoplastics［J］. Ιnternational Journal of Plastics Technology，2014，60（12）：64-67.

［6］ Unterweger C，Brüggemann O，F(xiàn)ürst C. Synthetic fibers and thermoplastic short-fiber-reinforced polymers：Properties andcharacterization［J］. Polymer Composites，2014，35（2）：227-236.

［7］ Buck F，Brylkaa B，Müllera V，et al. Two-scale structural mechanical modeling of long fiber reinforced thermoplastics［J］. Composites Science and Technology，2015，117：159-167.

［8］ Wang Wenhuan，Zhao Qicheng，Chang Huiyun，et al. The development of fiber reinforced thermoplastic composite materials from German，Japan and United States based on information processing technology［J］. Applied Mechanics and Materials，2015，713-715：2 946-2 949.

［9］ 黃麗.高分子材料［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011：41-46. Huang Li. Polymer materials［M］. Beijing：Chemical Ιndustry Press，2011：41-46.

［10］ 段為，彭萬，胡天賜，等.成核劑提高PP/POE/碳酸鈣復(fù)合材料力學(xué)性能與耐熱性能的研究［J］.塑料工業(yè)，2014，42（3）：78-81. Duan Wei，Peng Wan，Hu Tianci，et al. Study on improvement of mechanical properties and the heat resistance of PP/POE/CaCO3composites by nucleating agent［J］. China Plastics Ιndustry，2014，42（3）：78-81.

［11］ Su Zhiqiang，Dong Mu，Guo Zhaoxia，et al. Study of polystyrene and acrylonitrile-styrene copolymer as specialβ-nucleating agents to induce the crystallization of isotactic polypropylene［J］. Macromolecules，2007，40：4 217-4 224.

［12］ 武俊.長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備及改性［D］.無錫：江南大學(xué)，2009. Wu Jun. Preparation and modification of long glass fiber reinforce polypropylene composites［D］. Wuxi：Jiangnan University，2009.

滄州明珠募資7億投建鋰電隔膜項(xiàng)目

滄州明珠計(jì)劃募集資金7億元，用于年產(chǎn)10 500萬m2濕法鋰離子電池隔膜和補(bǔ)充流動(dòng)資金項(xiàng)目。

鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使電池的正、負(fù)極分隔開來，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的功能。隔膜材質(zhì)是不導(dǎo)電的，其物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)電池的性能有很大的影響。電池的種類不同，采用的隔膜也不同。對(duì)于鋰電池系列，由于電解液為有機(jī)深劑體系，因而需要耐有機(jī)深劑好的隔膜材料，一般采用高強(qiáng)度薄膜化的聚烯烴多孔膜。

濕法鋰離子電池隔膜項(xiàng)目計(jì)劃將由滄州明珠全資子公司滄州明珠鋰電隔膜有限公司實(shí)施，通過建設(shè)生產(chǎn)車間、倉庫、研發(fā)樓、變配電室及公共設(shè)施等，購置擠出機(jī)、鑄片成型機(jī)、雙向同步拉伸機(jī)、熱定形拉伸機(jī)、干燥定型機(jī)、萃取機(jī)、涂布機(jī)等設(shè)備，形成3條濕法鋰電隔膜生產(chǎn)線。

該項(xiàng)目總投資5.92億元，建設(shè)期兩年，達(dá)產(chǎn)后將年新增10 500萬m2濕法鋰電池隔膜的生產(chǎn)能力，有效完善公司鋰電池隔膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，滿足客戶的市場(chǎng)需求。

據(jù)悉，濕法制備的微孔隔膜厚度較薄，更合適于制造高能量密度的鋰電池，如筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)等。公司預(yù)計(jì)項(xiàng)目稅后財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率16.66%。

滄州明珠表示，濕法鋰離子電池隔膜項(xiàng)目的實(shí)施將提升并帶動(dòng)國內(nèi)鋰電隔膜行業(yè)的發(fā)展，順應(yīng)和符合我國支持發(fā)展新能源、新材料和新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策的發(fā)展方向。

市場(chǎng)分析指出，當(dāng)前國產(chǎn)濕法隔膜規(guī)模較小，國內(nèi)濕法隔膜需求前景廣闊，進(jìn)口替代空間較大，有助于業(yè)績提升和股價(jià)反彈。

據(jù)相關(guān)人士預(yù)測(cè)，國內(nèi)隔膜市場(chǎng)容量在6.2億m2。2015年國產(chǎn)隔膜的產(chǎn)量大概占到國內(nèi)隔膜市場(chǎng)容量70%，約4.5億m2，同比增加40%以上。

目前，滄州明珠已形成聚乙烯塑料管道、鋰電隔膜、雙向拉伸尼龍薄膜三大業(yè)務(wù)板塊發(fā)展的戰(zhàn)略部署，未來幾年內(nèi)公司仍將處于業(yè)務(wù)快速發(fā)展階段。隨著主營業(yè)務(wù)規(guī)模的擴(kuò)張，將持續(xù)在上述三大板塊的生產(chǎn)經(jīng)營、研發(fā)、營銷、管理等方面投入資金。

（塑料新聞中國）

聚烯烴全產(chǎn)業(yè)鏈著手轉(zhuǎn)型

面對(duì)來自煤化工的沖擊，當(dāng)前聚烯烴全產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)意識(shí)到了轉(zhuǎn)型的必要性，也在積極尋找最佳的轉(zhuǎn)型方式，石化企業(yè)開始放棄低端料，加大研發(fā)投入，研發(fā)生產(chǎn)專用料，仿制進(jìn)口高端料。據(jù)了解，齊魯石化已經(jīng)可以按照客戶需求定制原料，一個(gè)牌號(hào)只需要300 t/月，就可以向齊魯石化申請(qǐng)定制。這種方式已經(jīng)在部分客戶中推行，既保證了客戶的穩(wěn)定，又能提升利潤。也有部分石化企業(yè)在考慮放棄C4烯烴，轉(zhuǎn)用C6烯烴或C8烯烴來生產(chǎn)聚乙烯，提升聚乙烯通用料的品質(zhì)。

農(nóng)膜企業(yè)也在提升產(chǎn)品品質(zhì)上狠下功夫，加強(qiáng)高端產(chǎn)品的研發(fā)，將產(chǎn)品逐漸向中、高端過度。而研發(fā)實(shí)力是農(nóng)膜企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的核心，但不同企業(yè)的研發(fā)實(shí)力不同。大企業(yè)有天然優(yōu)勢(shì)，中小企業(yè)則面臨較大困難。行業(yè)發(fā)展可能變成大企業(yè)占據(jù)中高端市場(chǎng)，保持較高的利潤；中小企業(yè)則在中低端市場(chǎng)以量制勝，服務(wù)區(qū)域市場(chǎng)的局面。

而貿(mào)易商在加強(qiáng)期貨工具的學(xué)習(xí)、利用的同時(shí)，也在增強(qiáng)自身優(yōu)勢(shì)，增加客戶粘性。據(jù)了解，山東地區(qū)目前一部分貿(mào)易企業(yè)正向服務(wù)型企業(yè)轉(zhuǎn)變，為客戶提供多元化服務(wù)。有的企業(yè)從采購、銷售到倉儲(chǔ)、物流，做到一體化經(jīng)營，大型貿(mào)易商可以根據(jù)下游客戶需要與石化合作共同開發(fā)和生產(chǎn)專用料；有的企業(yè)則以現(xiàn)貨貿(mào)易為依托，為客戶提供金融服務(wù)。

但也有業(yè)內(nèi)人士坦言，聚烯烴產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的過程不會(huì)一帆風(fēng)順。高端原料一直被少數(shù)國外企業(yè)壟斷，在本輪轉(zhuǎn)型中，石化企業(yè)只有打破了國外高端原料的壟斷，才能夠提高產(chǎn)品附加值，增加利潤。

在市場(chǎng)人士看來，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)能否成功轉(zhuǎn)型，關(guān)鍵在于找準(zhǔn)自身優(yōu)勢(shì)，做精做深，以“我”為主，合縱連橫，擴(kuò)大半徑。產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)都有自己的價(jià)值，應(yīng)當(dāng)圍繞自身價(jià)值，做大做強(qiáng)價(jià)值鏈，從容應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

（中塑機(jī)網(wǎng)）

Preparation and Properties of Long Fiber Reinforced PP Composites

Li Jian1， Yang Ming1， Chen Wenxiang2
（1. Department of Materials Engineering， Hubei University of Automotive Technology， Shiyan 442002， China；2. Dongfeng Peugeot Citroen Automotive Company Ltd.， Wuhan 430056， China）

Long fiber （LGF） reinforced polypropylene （PP） composites were prepared using mixing and compression molding. First，the effects of β-nucleating agent on the mechanical and crystallization properties of PP were studied，on the basis，the influences of LGF on the mechanical，crystallization properties and thermal stability of PP/LGF composites were investigated，at last，the effects of compatilizer EPDM-g-MAH on the mechanical properties of the composites were discussed. The results indicate that β-nucleating agent can improve the toughness of PP，but the tensile and bending strength are decreased，when the mass fraction of β-nucleating agent is 0.2%， PP gains the optimum comprehensive performances. With increasing LGF content，the tensile，bending，impact strength and crystallinity of PP/LGF composites first increase and then decrease as a whole. The initial thermal decomposition temperatures of PP/LGF composites with different LGF content are above 390℃. When the mass fraction of LGF is 20%，PP/LGF composite shows the optimum performances. A few EPDM-g-MAH can effectively improve the interfacial compatibility between LGF and PP matrix，so the impact toughness of the composite is greatly enhanced，the optimum mass fraction of EPDM-g-MAH is 10%.

long fiber；thermoplastic；polypropylene；compression molding；mechanical property

TQ325

A

1001-3539（2016）03-0029-06

10.3969/j.issn.1001-3539.2016.03.006

*湖北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2014CFC1152），湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（ZDK1201405），湖北省教育廳中青年人才基金項(xiàng)目（Q20122305）

聯(lián)系人：李建，博士，主要從事汽車輕量化材料研究

2015-12-16