提高高流动性抗冲聚丙烯刚性的研究.pdf

合成树脂新产品开发与应用专栏 合成树脂及塑料， 2 0 1 3 ， 3 0 ( 6 ) ： 4 0 C H I N A S Y N T H E T I C R E S IN A N D P L A S T IC S 提高高流动性抗冲聚丙烯刚性的研究 孔德 臣 ， 王辉 ， 马国玉 ， 曹建秋 ( 1 中国石油化工股份有限公司天津分公司发展规划部， 天津市 3 0 0 2 7 1 2 中国石油化工股份有限公司天津分公司研究院， 天津市 3 0 0 2 7 1 ) 摘要： 通过测试高流动性抗冲聚丙烯 C X 9 5 3 0 及国内外同类产品的力学性能和微观结构， 分析了聚丙烯 C X 9 5 3 0刚性较差的原因。 采用添加高效成核剂及更换聚丙烯催化剂外给电子体的方法， 将聚丙烯 C X 9 5 3 0的弯曲 模量由 1 2 6 G P a 提高到 1 4 61 5 1 G P a ， 提高了 1 6 2 0 ， 等规指数提高了 1 ， 简支梁缺口冲击强度略有下降。 在成核剂 B添加质量分数为 0 2 时， C X 9 5 3 0的刚韧平衡性能达到最佳 ， 与国内外 同类产 品性能相当。 关键词 ： 聚丙烯弯 曲模量成核剂结 晶 中图分类号 ： T Q 3 2 5 1 + 4 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 2 1 3 9 6 ( 2 0 1 3 ) 0 6 0 0 4 0 0 4 聚丙烯 ( P P) 注塑制 品已在包装 、 运输 、 家 电、 汽车、日常消费用品、 医疗制品等领域得到广 泛应用。 近年来 ， 随着 P P生产工艺的不断优化， 特别是新型高效催化剂及聚合工艺的改进， 高流 动性 P P产品的开发和应用取得了很大进展。 采用高流动性、 高刚性 P P可使注塑制品易 成型加工， 减少注射缺陷和废品率， 在制品加工生 产过程 中可降低加工温度 、 注射及保压压力等， 从而降低能耗， 缩短制品的成型周期， 提高制品产 量。 此外， 由于树脂的流动性提高， 还可生产薄壁 制品， 以降低成本。 C X9 5 3 0是 中国石油化工股份有限公司天津 分公司研究院研发的新一代注塑专用高流动性抗 冲 P P树脂。 在推广过程中， 客户反映 C X 9 5 3 0抗 冲击性能好， 易加工， 耐翘曲变形性能优异 ， 但是 弯曲模量较低 ， 刚性较差。 本工作通过表征高流 动性抗冲 P P C X 9 5 3 0的微观结构， 分析了刚性差 的原因， 并提出解决方法。 1 实验部分 1 1 原 料 高流动性抗冲 P P C X 9 5 3 0 ， 采用 S p h e r i z o n e 工 艺， 外给电子体采用 C D o n o r ， 由中国石油化工股 份有限公司天津分公司研究院生产。 对 比料 1 ， 国 产 S p h e r i p o l 双环管工艺生产； 对比料 2 ， U n i p o l 工 艺生产； 对比料 3 ， B o r s t a r 工艺生产； 环己基 甲基 二甲氧基硅烷 ( C D o n o r ) ； 二环戊基三 甲基硅烷 ( D D o n o r ) ； 成核剂 A ； 成核剂 B ：均为市售。 1 2 主要仪器与设备 T S E 一 3 5 6 0 0 1 5 4 0型双螺杆挤出机， 南京瑞 亚高聚物装备有限公司生产； C MT 4 5 0 3型微机控 制电子万能实验机， 深圳新三思材料检测有限公 司生产； X J U 一 2 2型简支梁冲击强度测试仪， 承德 市金建检测仪器有限公司生产。 1 3 测试方法 采用德国蔡司公司生产 的 A x i o l ma g e r Al m型 偏光显微镜观察树脂球晶形态； 拉伸性能按 G B T 1 0 4 0 2 2 0 0 6测试， 拉伸速率 1 0 0 mm mi n ； 弯 曲性能按 G B T 9 3 4 1 -2 0 0 0测试， 实验速率 5 m m m i n ； 缺 口冲击强度按 G B T 1 8 4 3 -2 0 0 8 测试。 1 4 实验 过程 将 成 核剂及 其 他助 剂按 一定 比例加 入 到 C X9 5 3 0中， 高速混合 5 rai n后挤出造粒。 研究不 同成核剂对 C X 9 5 3 0 力学性能的影响。 2 结果与讨论 2 1 力学性能 高分子材料的刚性通常以弯曲模量表示， 弯曲 模量越大， 材料的刚性越好； 反之则冈 I生 差。 从表 1 看 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 7 0 6 。 修 回日期 ： 2 0 1 3 0 9 1 5 。 作者简介： 孔德臣， 1 9 6 9 年生， 高级工 程 师 ， 1 9 9 1年毕业 于 中国纺织 大学 ， 现从事投资管理及发展规划工作。 E ma i l ： K o n g d e c h e n t j s h s i n o p e c c o m； 联 系电话：( 0 2 2 ) 6 3 8 0 4 6 6 2 。 _ 第 6 期 广东化工2 0 1 4 年征订及征稿启事 4 3 Re s e a r c h o n i nc r e a s i ng t he r i g i di t y o f hi g h flo wa bl i t y a nd i m pa c t PP r e s i n Ko n g De c h e n ，Wa n g Hu i ， M a Gu o y u ， Ca o J i a n q i u ( 1 D e p a r t me n t o f D e v e l o p me n t P l a n n i n g o f T i a n j i n B r a n c h C o ， S I N O P E C ， T i a n j i n 3 0 0 2 7 1 ， C h i n a ； 2 R e s e a r c h I n s t i t u t e o f T i a n j i n B r a n c h C o ， S I N OP E C ， T i a n j i n 3 0 0 2 7 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e r e a s o n s t h a t t h e p o l y p r o p y l e n e ( P P )C X 9 5 3 0 w i t h p o o r r i g i d i t y w e r e a n a l y z e d b y m e a n s o f t e s t i n g t h e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s a n d mi c r o s t r u c t u r e o f h i g h flo wa b i l i t y P P CX9 5 3 0 a nd i t s c o u n t e r pa r t s a t h o me a n d a b r o a d B y a d d i n g h i g h e f f i c i e n t n u c l e a t i n g a g e n t o r c h a n g i n g t h e e x t e r n a l d o n o r o f t h e c a t a l y s t ， t h e fl e x u r a l mo d u l u s o f PP CX95 3 0 i mp r o v e d f r o m 1 2 6 GPa t o 1 46 -1 51 GP a i n c r e a s e d b y 1 6 -2 0 a n d t h e i s o t a c t i c i t y wa s i n c r e a s e d b y 1 b u t t h e Ch a r py n o t c h e d i mp a c t s t r e n g t h s l i g ht l y de c r e a s e d W h e n t h e ma s s f r a c t i o n o f H a - c l e a t i ng a g e n t B wa s 0 2 t h e b a l a n c e b e t we e n r i g i d i t y a n d t o u g h n e s s o f CX95 3 0 r e a c h e d b e s t Th e p e r f o r ma n c e o f CX95 3 0 wa s e q ui v a l e n t t o t h a t o f d o me s t i c a n d i mp o se d c o u n t e rpa r t s Ke y wor ds ： p o l y p r o py l e n e ； fle x u r a l mo d u l us ； n uc l e a t i n g a g e n t ； c r y s t a l l i z a t i o n l l l - ， I， l I ， ， ， ， l ， ， ， ， l l， ， I l l ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， l l ， ， ， ， ， l ， ， ， l l I l l l - l m m m mm m Il I l l l I l I l m 、 2 ： ， ， ； 广 东 化 工 2 0 1 4年征 订 及征 稿 启 事 2 ： 2 ： i 欢迎全 国作者投稿、 ,T l ea 。 本刊为职称资格评审认定刊物 i ； 广 东 化 工 为 半 月 刊 ， 创 刊 于1 9 7 4 年 ， 国 内 外 发 行 ， 刊 号 为 ： c N 4 4 1 2 3 8 T Q ， IS S N 1 0 0 7 一i ； 1 8 6 5 ， 大 1 6开， 每月 1 5日及 3 0日出版， 在线投稿网址：W W W g d c h e m c o n 。 本刊被美国 化学文： 2 摘 重点收录、 中国核心期-j：0 ( 遴选) 数据库收录和中国学术期-1：1】 光盘版收录， 曾获得第七届全国 ： 2 石油和,II5 y - 行业优秀报刊一等奖， 在全国化工刊物界享有很高声誉， 适合在化工行业的企业、 高等 院校、 研究院所从事管理、 科研、 工程设计与施工、 教学、 生产及一切与4 _z - 事业相关的人士阅读。 ： 主要栏目： 试验与研究、 专论与综述、 分析测试、 环境保护、 材料合成与加工改性、 化工设计及： 2 装备、 教学与实践、 化工新能源等。 j 适合 的 专业 有： 石油 化工 、 医 N 4 Jc _r_ 、 农药 化 肥、 日 用 ,I 5 Y - 、 燃气 4 _r- 、 化学 建 材、 电 化学 、 工 业水处理、 涂料与胶黏剂、 生物化工、 食-Its _r - 等。 ： ： 全年订费 ：全年 2 4期， 国内订价为 4 8 0 ,- L 份； 境外订价为 3 8 4美元 份。 ： ： 订阅办法：( 选一) i A 直 接向 编 辑 部汇 款 订阅 。 编 辑 部地 址： 广州 市 越秀区 越华 路1 1 6 号， 收 款人： 广东 化 i ；工 编辑部。 邮政编码： 5 1 0 0 3 0 。 请注明： 订2 0 1 4 广 4 Jc y - y _d ： 时间 份数。 ； ： B 到邮局订阅。 邮发代号：4 6 2 1 1 。 ： ； 欢迎订阅， 欢迎投稿 i i 在 线 投稿网 址： w w w g d c h e