聚烯烃的改性技术进展.doc

1 填充改性技术的研究进展填充改性具有效果明显、工艺简单、成本低等优点，是工业上最常用的塑料改性方法。能当作填充改性填料的物质必须满足一些基本条件1：耐热性好，加工过程不分解而损害材料使用性能;分散性好，加入后不过多损害加工性能；不与基体材料发生不良化学反应；在成型后的制品中不会发生表面析出；价格便宜，来源丰富等。填充改性按填充物种类可分为无机填充和有机填充两类。无机填充改性指在材料中添加无机填料。常被用做无机填料改性聚烯烃材料的主要有：氧化物类；氢氧化物类；碳酸盐类；硫酸盐类；碳素；硅酸盐。有机填充改性是在材料中添加有机填料物质。常被用作有机填料填充聚烯烃的主要有：天然纤维素纤维类、有机合成纤维类以及有机阻燃剂类等。其中用天然有机木粉填充聚烯烃材料制备的木塑复合材料是目前许多国家致力于工业化的一个热点，这类复合材料综合了植物纤维和聚烯烃塑料二者的优点，能有效地缓解过度开发而引发的资源贫乏、木材短缺等问题，是一种资源节约型、环境友好型的复合材料2。除此之外， 目前一些国内外学者也致力于开发一些有机-无机杂化填充的聚烯烃复合材料， 以在成本和性能等方面求得平衡。如Mohanty 3等人通过熔融挤出制备了一种剑麻纤维和玻璃纤维杂化增强的PP 复合材料，最终得到一种成本低廉、综合性能很好的有机-无机纤维杂化增强PP 材料。2 共混改性技术的研究进展共混改性是在树脂基体中混入一种或多种其他高分子物质，因此共混物也被称为聚合物合金。共混改性是开发新型高分子材料的一种最有效途径，它主要应用于以下几个方面：2.1 综合各组分材料的性能当单一材料难满足应用要求时，可通过共混改性引入其他材料来取长补短。如尼龙(PA)具有很好的机械强度和刚度，但其制品往往因为强吸湿性而引发强度下降、尺寸稳定性变差等缺陷。聚丙烯材料价格便宜、加工性能好，并且几乎完全不会吸水。将二者共混制备PP/PA合金，既可以改善PA 的耐水性，又能提高PP 的力学性能4。2.2 赋予材料一些特殊性能PP 是一种易燃材料，极限氧指数(LOI)只有17%，在PP 中加入本身具有阻燃性的PVC 树脂，可赋予材料阻燃性能5。2.3 改善材料的韧性共混是对聚烯烃材料进行增韧改性的最常见最有效的方法。按照共混物的组成，可分为塑-塑共混增韧和橡-塑共混增韧。塑-塑共混增韧是指往基体材料中添加其他塑料。比如， 将PET 树脂加入到PP中大幅度地增加PP 的韧性6。橡-塑增韧是将塑料基体与橡胶类弹性体共混。常用于增韧聚烯烃的橡胶弹性体有：SEBS、POE、EPDM 等。2.4 改善加工性能为了改善某些难以加工的高分子材料的加工性能，可以往其中添加一些容易加工的材料使加工方便。例如LLDPE 树脂具有较好的机械性能，热性能和耐候性，但由于熔融温度较高，加工成型困难。而LDPE 有较低的熔融温度，成型方便。将LLDPE 与LDPE 共混，可以获得性能优异、加工性良好的LLDPE 材料7。2.5 降低成本满足性能要求的前提下，在价高的功能型树脂材料中混入廉价的通用性树脂，是常被用来降低材料成本的方法。3 形态控制改性技术的研究进展形态控制改性指通过成型工艺或配方设计来控制高分子链段的聚集或者排列状态，从而影响最终材料的力学、光学、热学等各方面的性能的。形态控制改性按照类别主要可以分为控制结晶形态改性和控制取向形态改性两大类。3.1 控制结晶形态改性大部分聚烯烃材料或多或少具有一定的结晶性。但由于高分子材料本身大分子链段的特性，所形成晶体具有许多种晶型和晶系。不同晶型和晶系所对应的材料具有不同性能。以PP 为例，通过对条件的控制可使PP 形成单斜球晶( 型)、六方球晶( 型)、三斜球晶( 型)。型PP 是最稳定的一种结晶形态，这类PP 具有较好的拉伸性能，刚性和硬度。 型PP 具有比 型PP 更高的冲击韧性和热变形温度，高含量 型PP 需要要特定条件下制备形成，如添加 成核剂、温度梯度和高的剪切应力等。 型PP 很不稳定，仅在十分特殊的条件下才能制得，目前关于 晶型PP 的研究很少。因此可以根据材料用途要求可以选择不同的成型加工手段来制备不同晶型的PP。3.2 控制取向形态改性目前控制取向形态的改性方法有两种：一种是加工作用力取向改性，取向沿聚合物熔体的流动方向发生。另一种是外加拉伸力作用取向，取向沿着外加的作用力方向发生，仅适合于薄壁制品。通过取向形态改性，塑料在取向方向的力学性能、热学性能、光学性能、阻隔性能、密度等会发生很大改善。4 界面相容化改性技术的研究进展相容性是指共混物各组分之间相互容纳、在宏观上形成均匀材料的能力，最终影响共混物的加工和应用性能。由于不同聚合物材料之间的分子链组成结构、极性、分子量等存在着很大差异，因此能够