K树脂体系的研究.pdf

纳米 C a C O。 和 S B S增容 P P K树脂体 系的研 究 上 海塑料 2 0 1 1年第 2期( 总第 1 5 4期) 新产 品新技术 纳米 C a C O3 和 S B S增容 P P K树脂体 系的研 究 匡俊 杰 ， 杨 其 ， 游华燕 ， 池晓明 ， 诸 泉 ， 蒋文真 ( 1 广州 市合诚化学有 限公司 ， 广东 广州 5 1 0 5 3 0 ； 2 四川大学 高分 子科 学与工程学 院 ， 四川大学 高分子材料 工程 国家 重点实验室 ， 四川 成都 6 1 0 0 6 5 ) 摘要研 究 了纳 米 C a CO 。和 S B S分 别添加 和复 配添加 对 P P K树 脂 ( 7 0 3 0 ) 共 混体 系相 容 性 的 影响 。结 果表 明： 纳 米 C a C0 3 的质 量分数 为 5 7 时 ， 体 系的分散 相 尺寸 降低 ， 分布 均 匀性 改善 ， 有一 定的增 容效 果 ； 当其质 量分数 为 9 1 时 ， 体 系的 相容 性 保持 不 变； S B S的增 容效 果 与纳米 Ca C0。的类似 。纳 米 C a C O 和 S B S先双辊 混 炼后 再 复配 填充 P P K 树脂 ( 7 0 3 0 ) 体 系， 其质 量分 数为 9 1 时 ， 改 变纳 米 C a C 03 S BS的配 比 ， 体 系的相容 性 变化 不大 ； 纳米 C a C 03与 S B S复 配 填充 P P K 树 脂 ( 7 0 3 0 ) 体 系的 缺 口冲击 强度 比纳米 Ca CO。或 S BS单独填 充体 系的都 有 明显提 高 ， 但拉 伸 强度 变化不 大。 关键 词 聚 丙烯 ； K树 脂 ； 纳米 C a C0 。 ； S B S； 增容 中图分 类号 ： T Q 3 2 0 6 6 文献标识 码 ： A 文章编 号 ： 1 0 0 9 5 9 9 3 ( 2 0 1 1 ) 0 2 0 0 3 2 一 O 4 S t u d y o n t h e C o mp a t i b i l i t y o f P P K - R e s i n B le n d s C o mp a t i b i l i z e d b y Na n o C a C O a n d SB S KU ANG J u n fi e ，Y A NG e i ，Y OUHu a y a n ，C HI Xi a o mi n g ， Z HU Qu a n ，J I ANG We n z h e n ( 1 Gu a n g z h o u Ho n s e a C h e mi s t r y C o ，L t d ，Gu a n g z h o u 5 1 0 5 3 0 ， C h i n a ； 2 Co l l e g e o f Po l y me r Sc i a n d En g。The S t a t e Ke y La bo r a t o r y f o r Po l y me r Ma t e r i a l s E n g i n e e r i n g ， S i c h u a n Un i v e r s i t y ， C h e n g d u 6 1 0 0 6 5 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Th e e f f e c t s o n c o mp a t i b i l i t y o f P P K r e s i n( 7 0 ,3 0 )b l e n d s f i l l e d wi t h n a n o Ca CO3 o r S B S r e s pe c t i v e l y o r t he i r a s s e mbl i ng we r e i nv e s t i g a t e d Th e r e s e a r c h s h o we d t h a t whe n t he ma s s f r a c t i o n o f n a n o Ca C O wa s 5 7 ，t h e s i z e o f d i s p e r s e d p h a s e d e c r e a s e d a n d t h e d i s t r i b u t i o n i mp r o v e d ，i n c r e a s i n g t he a d di t i o n t O 9 1 ，t he c o mp a t i b i l i z a t i on ha d l i t t l e c ha n g e，wh i c h wa s s i mi l a r t O S BS Add i n g 9 1 o f n a n o Ca C O3 S BS wh i c h wa s f i x e d f i r s t l y ，v a r y i n g t h e r a t i o o f n a n o C a C03 t o S B S，t h e c o mp a t i b i l i z a t i o n of s y s t e ms c h a n ge d l i t t l e Co mp a r i ng t o n a no Ca CO3 o r S BS f i l l e d s y s t e ms s o l e l y，t he i z o d i mp a c t s t r e n g t h o f n a n o Ca C O3 S BS f i l l e d s y s t e ms h a d n o t a b l e i n c r e a s e ， a n d t h e t e n s i l e s t r e n g t h c h a n g e d l i t t l e Ke y wo r d s： p ol y p r o py l e ne ；K r e s i n；na no Ca CO3；S BS；c o mp a t i bi l i z a t i o n 聚合 物共混 物 的相容 性 问题 一直 以来 被广 泛 基金项目： 新世纪优秀人才支 持计划 资助( NC E T一 1 0 0 5 7 6 ) ； 国家 国际科 技合作计划资 助( 2 0 1 0 DF A5 4 4 6 0 ) ； 国家重点 实 验室 专项经 费资助 。 收稿 日期 ： 2 0 1 1 - 0 3 0 5 作者简介 ： 匡俊杰( 1 9 8 3 一 ) ， 男 ， 硕士 ， 研究方向 ： 塑料改性 。 研究口 。目前 ， 比较普遍的做法是添加高分子相容 剂 。近些年 ， 研究发现在 聚合物共混体 系 中加 入少 量 的无机纳 米粒 子 ， 能 降低 分 散相 尺寸 ， 有 一定 的 增容效果 。本文研究了纳米 C a C O 。和 S B S对 P P K 树脂共 混体 系相容 性的影 响 ， 并重 点研究 了 纳米 C a C O。 和 S B S复配对 P P K树脂共混体 系相 容性的影响。这种无机纳米粒子和高分子相容剂 纳米 C a C 0 。 和 S B S增容 P P K树脂体 系的研 究 上海 塑料 2 0 1 1年第 2 期 ( 总第 1 5 4 期 ) 复配增容 聚合物共混体 系的研究还鲜有 报道 。 1 实验部分 1 1 主要原 料 聚丙烯 ( P P ) F 4 0 1 ， 甘肃 兰港石化有 限公 司 ； K树脂 K R0 3 ， K R C o p o l y me r 公 司 ； 纳米 C a C O 3 ， 平均 粒径为 7 O 1 0 0 n m， S o l v a y 公 司 ； 钛 酸酯偶联剂 D NZ 一 1 3 1 ， 南京曙光化工 集团有 限公 司 ； S B S 1 4 0 1 ， 中石 化 巴陵石油化 工有 限公 司。 1 2主 要设 备和仪 器 S HR 一 1 0 A高 速混合机 ， 张家 港市曙光机械厂 ； T S S J 一 2 5同向旋转双螺杆挤出机 ， 化工部晨光 塑料机械研 究所 ； S K 一 1 6 0 B双辊塑炼机 ， 上海橡 胶机械 厂 ； P S 4 0 E 5 AS E型 注 塑 机 ， 日精 树 脂 工 业 株 式 会 社 ； U J 一 4 0型悬臂梁 冲击实验 机 ， 河北省 承德 市材 料 实验机厂 ； R E G E R 一 3 0 1 0型 电子万 能测 试实验机 ， 深圳市 瑞格 尔仪器有 限公 司 ； J S M一 5 9 0 0 L U 型扫描 电子 显微 镜 ， 日本 J E OL 公 司 。 1 3试 样制 备 ( 1 )纳米 C a C O 。 表面处理 将 纳米 C a C O 。和 3 的钛 酸 酯 偶 联 剂 ND Z 一 1 3 1同时加入 到高速混合机 中 ， 搅拌 1 h 后 出料 ， 然 后将所 出的料置于 8 0烘箱 中 ， 干燥 2 h后备用 。 ( 2 )S B S和纳米 C a C O。 双辊塑炼 塑炼 温度为 1 2 0， 塑炼 时间 1 0 mi n 。 ( 3 )共 混造粒 将各组分按 不同 比例进行 简单 的混合后 ， 用双 螺杆挤 出机 共混 造粒 。挤 出温度 由加 料斗 至 机头 依次为 ： 1 5 0 ， t 8 0 ， 1 9 0 ， 2 0 0 ， 2 0 0 ， 1 9 5； 螺 杆转 速 为 1 2 0 r mi n 。挤 出切 粒得 到 的粒料 经 8 O烘箱 干燥 3 h 后 进 行 注射 成 型 。注射 温 度 由加 料斗 到 喷 嘴依 次为 ： 1 7 0 ， 1 9 0 ， 2 1 0 ， 2 0 0。 1 4 S E M分 析 先将 试样在液氮 中低温脆断 ， 然后在 室温 下将 脆断 面浸泡 于 氯 仿 溶剂 中 2 h ， 以 刻蚀 掉 K 树脂 相 ； 接着置 于 6 0。 C的烘箱 中干燥 1 2 h ， 最后将处理 好 的试样 断面真空镀银后 ， 用 J S M一 5 9 0 0 L V型扫描 电镜观察 。 2结果与讨论 ( 1 )纳米 C a C O 。 对 P P K 树JI ( 7 o 3 o ) 体 系相 容性的影 响 一 般聚合 物共混 体 系 的相 容 性与 分散 相 的尺 寸和分布直接相关。分散相尺寸越小 ， 分布越均 匀 ， 体 系 的相 容性 越好 。因此 ， 可 通过 对共 混体 系 分 散 相 的微 观 观 察 来 表 征 纳 米 C a C O 。的 增 容 效果 。 图 1是 P P K 树 脂 ( 7 0 3 0 ) 体 系 添 加 纳 米 C a C O 。 后 的扫描 电镜 照片 。照 片 中浅 色部分 是 P P 相 ； 黑 色孔洞 为 刻蚀 掉 的 K 树 脂 相 。由于基 体 树 脂组 成 中 P P 占多 数 ， K树 脂 占少 数 ， 所 以体 系呈 现 以 P P为连续相 ， K 树脂为分散相 的相形态 。 ( a )空 白聚 乙烯 ( b )添加 5 7 C a CO 3 ( c )添加 9 1 C a C O 3 图 1 P P K树脂 ( 7 0 3 0 ) 体 系添加纳米 O a O O3的 S E M 图： ( a )0 ； ( b )5 7 ； ( c )9 1 F ig 1 S E M p h o t o s o f P P K r e s i n ( 7 0 3 0 )b l e n d s wi t h v a r y in g n a n o C a O O3 c o n te n t ：( a )0 ； ( b )5 7 ； ( c )9 1 由图 1 ( a )