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聚丙烯改性技术的研究进展五大通用塑料中,聚丙烯(PP)发展历史虽短,却是发展最快的一种。与其他通用塑料相比,PP具有较好的综合性能,例如:相对密度小,有较好的耐热性,维卡软化点高于HDPE和ABS,加工性能优良;机械性能如屈服强度、拉伸强度及弹性模量均较高,刚性和耐磨都较优异;具有较小的介电率,电绝缘性良好,耐应力龟裂及耐化学药品性能较佳等。但由于PP成型收缩率大、脆性高、缺口冲击强度低,特别是在低温时尤为严重,这大大限制了PP的推广和应用。为此,从上世纪70年代中期,国内外就对PP改性进行了大量的研究,特别是在提高PP的缺口冲击强度和低温韧性方面,目前已成为国内外研究的重点和热点。1 橡胶增韧PP 橡胶或热塑性弹性体以弹性微粒状分散结构增韧塑料,已被证实是增韧效果较为明显的一种方法。由于PP具有较大的晶粒,故在加工时球晶界面容易出现裂纹,导致其脆性。通过掺人各种含有柔性高分子链的橡胶或弹性体,可大幅度提高PP的冲击强度,改善低温韧性。传统的PP增韧剂有三元乙丙橡胶(EPDM)、二元乙丙橡胶(EPR)、苯乙烯与丁二烯类热塑性弹性体(SBS)、顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)等,其中以EPDM或EPR取效果最好。11 PP乙丙橡胶共混体系 PP与乙丙橡胶都含有丙基,溶度参数相近,根据相似相容原理,它们之间应具有较好的相容性。由于乙丙橡胶具有高弹性和良好的低温性能,因此与PP共混可改善PP的冲击性能和低温脆性。 李蕴能等研究了乙丙橡胶心P共混物的性能,得出结论:在相同橡胶含量下,增韧共聚PP的效果远优于增韧均聚PP,且增韧效果与橡胶的种类有关。通常情况下,EPR的增韧效果优于EPDM。通过实验发现,当橡胶含量为30%时,增韧效果最好;不同结晶度的EPR对PP的增韧效果也不一样,结晶度越低,其增韧效果越好。 刘晓辉等对不同PP心Pr)M共混物的力学性能进行了研究。结果表明:(1)随着体系中EPDM加入量的增多,材料的冲击强度明显上升,当EPDM含量为30左右时,冲击强度出现极值;(2)冲击强度的提高和变化与EPDM在PP中的形态和分布有关;(3)EPDM的加入对共混晶体结构有影响,但晶体结构上的差异对力学性能不起作用。 若在PP与橡胶的体系中加入过氧化物和助剂,可使其形成动态硫化共混。达到理想共混效果,一是采用反应挤出技术,二是选择合适的过氧化物和助剂体系。由于动态硫化过程既有橡胶组分的交联,又有少量的橡胶被接技到PP主链上,使其在PP基体中有较好的分散性,两聚合物界面也能达到较大的粘接强度。 石彪等采用二苯甲烷型双马来酰亚胺(BMI)作为助交联剂,过氧化二异丙苯(DCP)为交联引发剂,在开炼机上进行硫化实验,以探讨EPDM动态硫化增韧PP的力学性能。实验表明:当硫化体系为0y用MI020:1,硫化温度为175180,硫化时间为14min时,冲击强度最高,可达157kJm。此时材料的拉伸强度(39.0MPa)、断裂伸长率(451)达到最高值,而永久变形率(136)最低。由此可见,经动态硫化处理的EPDM比单纯的EPDM的增韧效果好,可以有效地提高PP的韧性。 顾方明等研究了在PP/EPDM共混物中添加HDPE和多种加工助剂对材料性能的影响。结果表明:PP在过氧化物存在下可控降解是提高共混物流动性的有效手段,但抗冲击韧性显著下降。加入HDPE和加工润滑剂可适当调节共混物的流动性,而采用可控降解和动态交联结合的技术,可获得高韧性、高流动性增韧PP。1.2 PP/顺丁橡胶共混体系 王力用简单共混和动态硫化共混两种工艺制取PP/BR共混物,分别测定了两种共混物在室温和低温下的冲击强度。结果表明,动态硫化法可减少PP球晶尺寸,增加PP球晶分布的均匀性,改善共混物的形态结构,增加两相的相容性,有效提高了共混物的低温冲击强度。1.3 PP/硫化胶粉共混体系 采用硫化粉末橡胶对PP进行共混增韧改性,不但提高了PP共混材料的冲击性能,而且降低了成本。最近,陶国良等对硫化胶粉PP共混物进行了研究,采用的工艺路线是:胶粉处理原料配合双辊混炼粉碎注射试样性能测试,得出结论:(1)硫化胶粉能改善PP材料的抗冲击性能,且胶粉粒径越小改善效果越好,但会使共混体系的拉伸强度赂有下降。胶粉含量为5%15%时,共混体系的综合性能较好;(2)在硫化胶粉PP体系中添加偶联剂,有利于提高共混物的力学性能和热变形温度;(3)硫化胶粉含量增加会使共混体系的流动性能下降,但胶粉粒径越小越有利于减少共混物的流动阻力。如果硫化胶粉PP共混材料能得到推广应用,可为我国废旧轮胎和橡胶制品的回收利用和环境保护作出贡献。1.4 PP杜仲胶共混体系 杜仲胶的主要成分是反式1,4聚异戊二烯(TPI),是天然橡胶的同分异构体。由于TPI有较强的结晶性(Tm70),常温下与塑料相似,为硬质材料,因而难以被人们认识和应用。我国率先发现TPI硫化为弹性体的硫化交联体系,而且其某些力学性能优于天然橡胶。彭少贤等发现,未交联硬质的TPI能利用通用的塑料机械进行破碎、挤出、造粒,与PP共混、动态硫化后,有较好增韧效果。TPI在PP中以塑料态加工,以橡胶态分散,能有效解决生产中橡胶与塑料共混难以加工的实际问题,作为塑料的增韧改性剂具有良好的前景。实验表明:(1)在评I硫化体系中,随着交联剂用量上升,交联度也上升。当加入3份硫磺硫化的评I时,实现了从塑料态向橡胶态的转变;(2)中等硫化度的TPI在PP中起到了橡胶粒子增韧的作用,将其加入PP约15%时,其冲击强度提高了2倍;(3)在PPEPDM共混体系中加入6%的TPI,能将冲击强度提高30%(44.3kJm2)。2 热塑性弹柱体增韧PP SBS是由丁二烯、苯乙烯组成的具有三维层状结构的嵌段共聚物,该弹性体兼具硫化橡胶和热塑性塑料的性能。SBS与PP共棍能显著提高PP高低温冲击强度。如金陵石化公司塑料厂采用高速混合单螺杆挤出造粒共混工艺,进行了PP/SBS和PPSBS共混研究。结果证明:PP/SBS共混物的冲击强度随SBS用量的增加而增大,其他机械性能则随SBS用量的增加而降低;CaC03的加入可提高刚性及其它机械性能,改善制品的成型收缩率。郦华兴等采用SBS作为相容剂、HDPE为补强相容剂,对PP进行改性。研究表明,PP/SBS没有PP/SBS/HDPE的效果好。原因是二元共混物中球晶的分散度和均匀性差,SBS在基体中的分散效果不佳;而在三元共混物中,由于HDPE的加入,使共混体系的界面相互渗透,促使SBS颗粒表面张力和破碎率降低,颗粒细化,分散更均匀,显著增加了SBS分散相的有效体积。同时,MDPE的加入使PP球晶细化,从而提高了PP/SBS/HDPE三元共混物的综合性能。结果还表明,当PP/SBS/HDPE以适量配比采用二价共混(即先作成母料)工艺时,共混物分散均匀,其冲击强度比纯PP提高了7.5倍,且具有良好的冲击韧性和成型加工性能。3 茂金属聚烯烃弹性体增韧PP 3.1 PP/POE共混体系 新型的可用于增韧的POE、POP是茂金属催化的乙烯辛烯或乙烯丁烯共聚物,这些弹性体的特点是相对分子质量分布窄、密度低、各项性能均衡、易于加工,可赋予制品韧性、高透明性和高流动性。与应用较广泛的EPDM相比,POE的内聚能低,无不饱和双键,耐候性更好,其表观切变粘度对温度的依赖性更接近PP,故相容性较好,加工温度范围较宽。由于POE既具有橡胶的弹性又具有塑料的刚性,与PP共混时更易得到较小的弹性体粒径和较窄的粒径分布,增韧PP的同时能保持较高的模量、拉伸强度及良好的加工流动性,因而增韧效果更好。 李蕴能等将POE作为增韧剂分别加入到共聚PP和均聚PP中,发现随着POE用量的增加,两种体系的冲击韧性和伸长率逐步升高,共聚PP体系变化更为明显。当增韧剂含量在20%时,材料呈现脆、韧性转变,即冲击强度由85J/m增至450J/m;当增韧剂为30%时,缺口强度高达66U/m。冯予星等也研究了POE对PP冲击韧性的影响,指出,POE的加入使PP常温缺口冲击强度增加,当用量超过一定份数后,增韧效果显著。与PP心EPDM共混物相比,PPPOE共混物的冲击强度更高,即使POE用量很少,也能使PP的增韧效果显著。3.2 PP/EOC共混体系 近年来,茂金属催化的聚烯烃弹性体已逐步商业化,其中典型代表是乙烯辛烯共聚物(EOC)。它作为PP的抗冲击改性剂,具有传统弹性体无法比拟的优点。张玲等利用原位技术聚合的三种具有不同含量的EOC作为PP的增韧改性剂,考察了在相同加工条件和共混比例下,粘度比和界面相互作用对PP/EOC共混物的形态和性能的影响。结果表明:(1)EOC的加入使PP的拉伸、弯曲强度和模量均有所下降,材料的冲击性能显著提高;(2)随着EOC中辛烯含量的增加,PP/EOC的界面粘结能(Ga)增大,共混物的冲击强度由56.8J/m2增至60.1 J/m2,是纯PP的9倍多。3.3 PP/mPE弹性体共混体系 茂金属催化剂在聚烯烃工业的应用导致了大量新的聚烯烃材料的问世,这些材料的性能是用传统的聚合方法无法得到的。邱佳学等对mPE弹性体增韧改性PP进行了研究。PP的Tg高于室温,具有较高的刚性和拉伸强度,但伸长率很小,故低温冲击性能和断裂韧性差。而d)E弹性体具有非常低的Tg(最低接近40),且伸长率很大,可改善PP的低温冲击性能和断裂韧性。同时mPE弹性体的熔融指数比PP大得多,与PP共混可改善PP的流动性。他们还研究了不同牌号mPE弹性体对PP的增韧改性效果的影响。在PP中加入mPE弹性体后,PP的伸长率得到不同程度的提高,低温冲击强度得到显著改善。美国陶氏化学公司生产的mPE弹性体EG8480能大幅度提高PP的伸长率,但共混物的冲击强度仅提高了l倍多,这与EG8480的Tg较高有关;E438842对PP有优良的增韧效果,共混物的低温缺口冲击强度是纯PP的20多倍,且共混物仍保持较高的拉伸强度。 邱佳学等还对茂金属聚乙烯增韧改性PP的力学性能进行了研究,认为:(1)mPE的增韧效果极大的取决于基体中mPE的含量,用量过高会引起共混物模量和强度的下降;(2与传统的EPDM和SEBS(苯乙烯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物)相比,mPE对PP的增韧效果更佳,少量的mPE就可使PP获得高的低温冲击强度。4 无机刚性粒子增韧PP 利用橡胶或弹性体虽可显著增加PP的韧性,但同时降低了共混物的模量、强度和热变形温度。因此,国外从上世纪80年代起,出现了以刚性粒子代替弹性体或橡胶增韧聚合物的研究。文献报道的无机粒子包括碳酸钙、滑石粉、高岭土、云母、硅灰石、硫酸钡等。 张云灿等采用PP/EPDM共混合过程中同时加入CaCO3的方法,研究了CaCO3的表面处理对PP/EPDM体系性能的影响。结果表明,当经偶联剂处理和未处理的CaCO3的粒径、粒径分布和含量相同、且体系中的EPDM为15%时,未经偶联剂处理的CaCO3增韧材料的缺口冲击强度(21.2J/m2) 较低,增韧效果不佳;当采用单一偶联对CaCO3进行处理后,其增韧材料的缺口冲击强度(66.8J/m2)有显著提高;而用偶联剂与助偶联剂复合处理CaCO3后,其增韧材料的缺口冲击强度有显著提高,其值从66.9J/m2增至88.3J/m2。这是因为经偶联剂处理的CaCO3与EPDM有良好的界面粘结作用,形成了以CaCO3为核、EPDM为壳的“核壳”分散相结构。类似体系还有:欧玉春等研究的PP/EPDIK/滑石粉三元体系;朱晓光等研究的PP/EPDM/硅灰石三元体系等。 欧玉春等通过界面改性剂来设计无机粒子与基质的界面,在不加橡胶弹性体的条件下,直接用无机粒子增韧PP。他们发现:末处理的PP墒岭土二元体系的冲击强度随填料量的增加而下降,而经界面改性剂处理的材料的冲击强度随填料量的增加而急剧升高。当填料量为30%时,经界面改性剂处理后,材料冲击强度高达480J/m,是末处理材料的12倍。继续增加填料至50%,材料的冲击强度没有明显下降。这是因为填料表面经预处理后,成了以高岭土为核、界面改性剂包覆层为壳的“核壳”结构。这种“核壳”结构一方面增强了PP与高岭土粒子间的界面粘附性,另一方面通过柔性醚键增加了界面在应力作用下的形变能力。 于建等研究了高填充PP/CaCO3材料,经烷基羧酸盐和助偶联剂处理的CaCO3,在50%60%的高填充量下,也能使PP的韧性提高1倍左右。 吴永刚等研究了表面处理BaSO4对PP/ BaSO4复合体系冲击强度的影响。通过扫描镜照片发现:未经表面处理的BaSO4与PP共混后,相界面非常清晰,说明两者相界面粘接力差,外力作用下很可能在相界面处发生破裂;而经表面处理过的PP/ BaSO4共混材料,其相界面模糊不清,表面处理剂在基体与填料之间形成一个弹性过渡层,可有效传递和松驰界面应力,更好地吸收和分散外界冲击能,从而改善了复合材料的冲击强度。5 有机无机纳米粒子增韧PP 纳米粒子表面缺陷少、非配对原子多、比表面积大,通过粒子效应可以影响PP的结晶行为、结晶结构以及界面区域聚丙烯的力学行为,从而达到既增强又增韧的目的。5.1 PP纳米蒙脱土体系 徐卫兵等研究了PP /纳米蒙脱土复合材料的力学性能。结果表明,当纳米蒙脱土含量为3%时,PP的冲击强度有大幅度提高,其中U型缺口冲击强度从3.54kJ/m2增至8.83 kJ/m2;V型缺口冲击强度从25.19J/m增至46.6J/m,拉伸强度赂有下降。当纳米蒙脱土含量为7%时,PP纳米蒙脱土体系的V型缺口冲击强度略低于纯PP,U型缺口冲击强度总是优于纯PP。蒙脱土增韧PP的原理是:四大分子链进入蒙脱土片层间,使PP与蒙脱土在纳米尺度上混合,从而大幅度提高了四的韧性。于建等对PP纳米蒙脱土复合材料进行了研究。结果表明:由于插层剂对蒙脱土有强烈的溶剂化作用,可在一定条件下以较快速度向蒙脱土中硅酸盐层片之间扩散,使层间距增大。当插层剂添加量为1%时,蒙脱土层间距从2.0nm急剧增大至3.3nm,材料的冲击强度也对应有明显提高,达到111.9J/m,约为基体强度42.4J/m的3倍。当插层剂添加量为5%时,达到157.3J/m,约为基体冲击强度的4倍。 52 PP纳米体系 王旭等研究了微米CaCO3和纳米CaCO3对PP增强增韧作用和成核的影响。结果表明:纳米CaCO3对材料缺口冲击强度和无缺口冲击强度的增韧作用十分明显,在纳米CaCO3的含量为4%时达最大值。而对微米CaCO3/PP体系而言,材料的缺口冲击强度随含量的增加有一定的增加,其最大值出现在含量为5%左右,而无缺口冲击强度随含量的增加有所下降。由此可见,纳米CaCO3/PP复合材料的综合力学性能明显优于纯PP和PP微米CaCO3复合材料。任显诚等通过对纳米CaCO3粒子进行表面预处理和熔融共混工艺制备PP/N纳米微米CaCO3复合材料的研究表明,经过适当表面处理的纳米微米CaCO3粒子,可以通过熔融共混法均匀分散在PP中。通过扫描电镜照片观察到,粒子基体界面结合良好,纳米微米CaCO3粒子在低于10%用量时,可使PP缺口冲击强度提高34倍,同时保持基体的拉伸强度和刚度。同时还发现:(1)纳米微米CaCO3对PP的晶结晶过程有较大的诱导作用,提高了晶的含量,改善了PP的韧性;(2)纳米粒子在复合材料受到冲击时,诱导基体发生屈服形变,使复合材料断裂机理由耗能少的“空洞化银纹方式”向耗能多的“剪切屈服方式”转变,从而实现了PP的增韧。53 PP纳米SiO2体系 吴春营等通过对纳米SiO2辐照接枝聚合改性,结合熔融共混工艺制备了低填充PP纳米SiO2复合材料。他们发现,在一定拉伸速度和粒子含量下,经辐照改性的PP纳米SiO2复合材料的韧性得到显著提高,同时强度也有所增加。随着拉伸速度的升高,纳米复合材料的模量和强度逐渐增大,而韧性则随之下降。断面扫描电镜观察表明,改性纳米粒子填充复合材料韧性提高的机理以空化和基体大面积剪切屈服为主。与传统颗粒增强体系相比,这种纳米复合材料在填充量很低的情况下,即可显著改善其刚性和韧性,并兼具重量轻、易加工等优点。 石理等也通过熔融共混法制备了SiO2分散很好的PP纳米SiO2复合材料,其力学性能测试表明:当使用2份纳米SiO2时,PP纳米SiO2复合材料的力学性能最优;与纯PP相比,V型缺口冲击强度提高了90%,弯曲强度提高了23%。6 其它聚合物增韧PP 张学东等采用弹性模量比橡胶类聚合物高l一2个数量级的EVA(乙烯醋酸乙烯共聚物,其中醋酸乙烯含量为15%作为增韧改性剂,研究了PPA、VA共混物原料配比、工艺条件和微观结构对材料性能的影响,并对共混物的增韧机理进行了分析,该共混物在冲击强度大幅度提高的同时刚性相对下降很小,具有良好加工性和低成本,综合性能优于PP/EPDM共混物。 近年来,又开发了利用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)对PP增韧的合金品牌。EUHMWPE对PP改性,可使共混物的韧性、强度均有提高,尤其对含有乙烯链节的共聚PP效果更为突出。随着高分子复合增强技术、动态硫化技术和纳米技术的不断发展,PP的性能增加,应用领域扩大,但目前国内工业化的品种不多,在质量和数量方面与国外存在很大差距,在国际市场上没有竞争力。我们应在现有增强增韧PP研究的基础上,深入开展纳米粒子改性研究,完善PP增韧机理,加快研制开发出新型PP功能材料。一 ABS共混改性技术ABS树脂是本世纪40年代发展起来的热塑性工程塑料,是丙烯脂(A),丁二烯(B)和苯乙烯(S)三种单体的接校共聚物,根据制造方法的不同有B型和G型两种树脂它保持了聚苯乙烯(PS)的光泽和加工流动性,并具有橡胶的耐冲击性丙烯脂的引入又增加了刚性和耐药品性,可以说它具有十分优异的综合性能。因而在机械、电气、纺织、化学工业及日用商品等方面得到了广泛应用。由于AM树脂含有侧苯基、氰基和不饱和双键,它与许多聚合韧都有比较好的相容性,这为ABS的共混改性创造了有利条件。通过共混,可提高AM的冲击强度、耐热性、耐化学腐蚀性,赋予阻燃性和抗静电性,或降低成本。1 ABS与PVC的共混 ABS是一种易燃材料,其氧指数(OI)为190左右,用ABS制造的电子、电器配件、壳体的燃烧引起的火灾时有发生。早在70年代,美国的UL(Underwhter Laboraton)、加拿大及澳大利亚的朋3195等都对电器外壳提出了阻燃要求。国内电器配件外壳的阻燃问题也逐渐得到了重视c获得阻燃ABS最常用的方法是在ABS中添加无机阻燃剂。但无机阻燃剂会严重降低ABS的力学性能,影响使用。而在ABS中添加适量的滞燃型聚合物PVC不仅可以降低无机阻燃剂的用量,也可以改善复合体系的力学性能。实践证明ABS/PVC共混物不仅阻燃性能和抗冲击性能优异,而且拉伸性能、弯曲性能和铰接性能、耐化学腐蚀性和抗撕裂性能也比AM有所提高,其性能/成本指标是其它树脂无法比拟的。作为ABS系列最主要的共混品种,其注射成型及挤出成型制品已广泛应用于建筑、汽车、电子、电器和医疗器械等领域。从ABS与PVC的相容性来看。ABS中存在两相结构,苯乙烯、丙烯腈共聚物(SM)作为连续相,即树脂相;聚丁二烯作为分散相,即橡胶相。PVC与SM的树脂相相容性较好,而与橡胶相不相容,ABS/PVC共混协属“半相容”体系。因而在该体系中,PVC与ABS的界面状况是影响最佳相容性的重要因素。PVC与ABS界面状况又受到SAN中丙烯腈含量的影响。据报道,SM中的AN含量在12%26%(质量比)时可与PVC达到良好混合,超过这一范围,则混合效果不理想”。一般认为ABS/PVC体系具有“海岛”结构,PVC与SM一起构成连续相,而共混过程中ABS中的橡胶粒子作为分散相,其粒径基本没有变化。当材料受到外力冲击时,橡胶粒子成为应力集中点,使材料诱发银纹,同时,橡胶粒子又可歧化、终止银纹或诱发新的银纹,从而提高了材料的抗冲性能。再从ABS与PVC各自组成情况来看。SM树脂是一类复杂的聚合物共混体系,而且ABS生产中使用的原料种类、工艺条件、生产方法的多样化,使SM树脂的实际组成干差万别,变动极大。对ABS/PVC共混体系而言,在SM三组分中,丙烯腈含量降低能提高流动性和强度,降低热变形温度和相对断裂伸长率,丁二烯含量的降低则能提高度和强度,但冲击韧性和耐低温性能也减弱;苯乙烯含量降低则有利于提高热变形温度、相对断裂伸长率和冲击韧性,但同时也降低其加工性能。PVC树脂的用量增加可使共橱体系的拉伸强度、弯曲强度、伸长率增加,但体系的热稳定性下降。同时PVC树脂的分子量分布宽,有利于提高熔体的剪切敏感性,改善加工性能,但又使冲击性能下降。选用不同牌号的SM与PVC共混可能得出不同的结果。以冲击强度为例,共混物出现极大值可能在PVC含量为15%30%的范围内或在PVC含量40%5%的范围内,或在PVC含量为70左有时“lN。因此,共混体系与组分的关系有两个特点:其一,在一定区域内共混体系性能会出现极大值;其二,极值随ABS、PVC类型不同,出现位置亦不同。ABSPVC共混体系的流动性较AM差,且PVC的热稳定性不好,在加工过程中,受热受剪切力易发生降解,故在共混体系中应加入适量的热稳定剂和润滑剂。常用的热稳定体系为金属皂类和铅盐稳定体系,润滑体系采用石蜡。实验证明采用金属皂与铅盐混合稳定体系,Ba、幌皂盐配比为3;1左右,热稳定效果和制品颜色较佳,石蜡与金属皂热稳定体系配合使用的润滑作用远比铅盐系稳定剂配合作用好。同时适当采用低分子量PVC树脂可使共混体系稳定性能明显提高。因为随PVC分子量减小,分子间作用力减弱,熔融粘度下降,从而降低分子间摩擦热,降低摩擦热效应,使体系热稳定性提高“J。PVC可将AM的氧指数提高到285N,但若对阻燃性能要求较高时,还需添加阻燃剂。普通采用的是Sb203和卤素阻燃剂N。阻燃剂对ABSPVC体系的冲击强度不利。单独使用s403可以起到最大阻燃效果,但体系冲击强度下降太大,应少加为宜,而卤素阻燃剂与锑类阻燃剂存在协同效应,可大大降低树分解反应速率,达到阻燃效果,且对体系加工性能影响不大。因此ABSPVC体系中应用复合阻燃剂是较好的选择。如前所述,ABSPVC是半相容体系,而且体系粘度较大,使共混物两相间界面张力大,造成两相间界面粘合力低且接触面积小,又由于PVC的熔体粘度高,橡胶相不易达到改性所要求的分散程度,因此,有必要在ABSPVC共混体系中加入第三组分,以降低界面张力,增大界面面积,从而提高两相之间粘合力。第三组分要求对ABS(810)和PVC(6;97)均有较好的相容性,可作为共混体系的增容剂。常见的此类增容剂有聚甲基丙烯酸甲配(PMMA)(895)、丙烯酸酪类聚合物(ACR)、氯化聚乙烯(CPE)(897)、a甲基苯乙烯苯乙烯丙烯睛共聚物(。SAN)等。对PMMA而言,它可以提高共混体系的冲击强度、拉伸强度及断裂伸长率,而弯曲强度则变化不大。特别值得注意的是,添加了PMMA后,共混体系的表现粘度在其注射成型温度范围内,较未添加PMMA小,提高了共混体系的流动性,利于成型加工。此外,添加PMMA后,共混物制品的表面光洁度有了较大的提高,添加量以1份左右为宜。对A敝而言,在共混体系添加ACR能较好地改善共混体系的综合性能和加工性。在注射成型过程中,ACR能消除PVC易出现的螺旋状流纹,使制品表面光洁度得到较大的提高,其用量以1份左右为宜。对cPE而言,由于其分子量低、用量少,不足以产生足够大粘合力,其添加量应在5份以上L1uj。对aSAN而言,它可使橡胶粒子均匀分散,并提高共混体系多相界面之间的粘合力,显著改善共混体系物理力学性能,降低生产成本,其用量在5份左右为宜11J。增容剂的用量一般在15份。因为增容剂填充在共混体系多相界面间,使多相界面大分子链段通过增容剂作用而相互渗透、扩散,当增容剂能充分“饱和”在多相界面时,即达最佳配比,再加增容剂,则冲击强度基本不变,而硬度、弯曲强度下降。此外,氢化丁腊橡胶、苯乙烯丙烯酸配共聚物亦可作为第三组分、提高共混体系的耐热性,改善其加工成型性,有效防止PVC老化分解。若加入甲基丙烯酸甲配(MMA)、丁二烯、苯乙烯共聚构,制得的共聚物,冲击强度高,加工成型性好,综合性能优良。若加入聚四氖乙烯和洲则可改进材料的加工性能和阻燃剂的分散性能。2 ABS与聚碳酸酯(PC)共混PC与ABS树脂的溶解度参数之差()为084(J/cm3)1/2,PC与PB的约为745(J/cm3)1/2可以推测、PC与SAN树脂的相容性比较好,而与橡胶相的相容性比较差。研究也表明,ABS/PC共混体系中各原料组分的玻璃化转变温度(Tg)都有一定程度的下降,且两者有相互靠近的趋势,故选择适当的观进行共混,共混物可能只有一个Tg。因此,ABSPC共混物大体上是两相体系,一个是相容的PC/SAN相,另一个为橡胶相。两相之间的粘合力较强,共混体系具有比较好的工艺相容性N。通过性能测试发现,ABS的收缩率为0.5%,而PC的收缩率为0.7%,两者非常接近,因此共混物在加工过程中不会由于热胀冷缩不均而增加内应力。所以,共混物可能有效地吸取ABS与PC的优点,表现出良好的冲击强度、挠曲性、刚性、耐热性和较宽的加工温度范围,尤其能明显改善观的耐化学品性和低温韧性。由于综合性能优越,ABSPC共混构适于制作汽车、卫生及船用设备的零部件电器连接件,防护用品和泵的叶轮等。 原料的性质、配比和共混条件等因素对共混体系的结构、性能有重要的影响。观中丁二烯含量高,ABS/PC共混体系相分离严重,反之,则可以得到分散较均匀的共混物。当地ABS/PC25/75时ABS为分散相,PC为连续相,ABS在PC中的分散状态为纤维状和不连续的层状,且主要为纤维状结构井沿注射方向取向;当地5/PC50/50时,ABS与PC主要为不连续的层状结构(使用Brsbender塑化仪共混时,可以形成双连续相),这些层也基本沿注射方向排列:当地ABS/PC75/25时,ABS为连续相PC为分散相,PC在ABS基体上呈粒状分布,并沿注射方向拉长G在样条边缘注射方向上,分散相也会呈现珠线结构。观与PC配比近似时,若混炼时间短,由于PC的粘度高于ABS,PC容易形成分散相。共混物的密度、拉伸屈服强度、拉伸撕裂强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、剪切强度、压缩强度、球压痕硬度、热变形温度、维卡软化点与共混物中的ABS含量呈现良好的线性关系,符合共混组分的叠加效应。但冲击性能变化较为复杂。当ABS含量小于50时,随ABS含量的增加,体系中橡胶粒子增多,一方面,有利于银纹产生,吸收冲击能,一方面,也有利于银纹终止、ABS混入PC中提高了连续相的极性,有利于PC连续相中剪切带的产生,随ABS含量增加,银纹、剪切带吸收能量不断增加,银纹又可及时被终止,并诱发新的剪切带,这样,银纹和剪切带相互诱发、歧化和终止的协同效应,使缺口冲击强度随观含量的增加而急剧上升,在ABS含量50时达到最大值。继续增加ABS含量,银纹相应有所增加,但由于PC极性低于SAN,有利于在AM连续相中产生剪切带,银纹、剪切带的协同效应有所削弱、缺口冲击强度随ABS含量的增加而减小,但还是高于纯A13S。共混物的伸长率、无缺口冲击强度与缺口冲击强度显示出一致性。为了提高ABS/PC共混体系的相容性、经常加入相容剂。相容剂的加入可以明显改善界面的粘合力,因此可提高冲击性能,而对拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量的影响不大、同时使体系的断裂伸长率有较大程度的降低。添加刚性粒子对共混体系也会起到增韧效果15I。 提高ABS分子量或丙烯暗含量,降低橡胶含量,有助于改善共混物的耐热性,加入苯并噻唑等化合物或聚酰亚胺,也可改善耐热性和热稳定性。使用橡胶含量较低的ABS,共混物的弯曲强度出现协同增强效应,硬度和拉伸强度也有所提高。与ABS相比,ABSPC共混物的加工流动性较低,PC含量越高,流动性能越低。因此,在混炼或加工过程中常加入环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物、烯烃丙烯酰胺共聚物、甲基丙烯酸甲酯MMA)苯乙烯共聚物等加工改性剂。此外,还有在共混物中加入丁基橡胶提高共混物的低温冲击性;加入苯乙烯MMA马来酸酐共聚物提高其冲击强度、热变形温度;加入。甲基苯乙烯丙烯暗/丙烯酸乙酯二元共聚物,提高其热分解稳定性;加入聚乙烯或改性聚乙烯改进其耐沸水性、加工流动性和降低成本。ABS/PC共混物的发展方向是,提高加工流动性,实现吹塑成型,改善制品刚性和开发低光泽品种等c3 ABS与热塑性配氨酯TPU)的共混TPU是多嵌段共聚物,硬段由二异氰酸酯与扩链剂反应生成,它可提供有效的交联功能;嵌段由二异氰酸酯与聚乙二醇反应生成,它提供可拉伸性和低温柔韧性,因此、TPU具有硫化橡胶的理想性质。ABS与TPU的相容性非常好,其共混物具有双连续相。TPU含量的变化对其性能有决定性的影响,当TPU的含量在20%50%时、有良好的综合性能,兼具ABS的刚性、加工性,TPU的耐磨性、低温性、韧性、耐冲击性和耐化学药品性,尤其对冲击强度和耐磨性有明显改进。4 AB5与亲水性聚合物的共混 观树脂与亲水性聚合物或亲水性聚合物母料的共混物,不仅具有良好的水久抗静电性能,而且易于着色,适宜制成集成电路片装盒、IC支座,复印机和传真机外壳等c亲水性聚合物以层状分散,并富集于共混物制品的表层,是实现永久抗静电性能的重要条件。常用的亲水性树脂多为环氧乙烷(PEO)或PEO的共聚物,如PEO尼龙(PA)或聚酯酰胺共聚物、PEO环氧氯丙烷共聚物以及PEO环氧丙烷共聚韧等。两相熔体的粘度比、稳定的共混剪切速率以及增容剂的选用等都是影响层状分散结构形成与

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