橡胶增韧聚丙烯的工艺与性能研究

1、66(Sum.146)PLASTICSSCI.&TECHNOLOGYDecember2001文章编号:100523360(2001)20620006203塑料科技橡胶增韧聚丙烯工艺与性能研究南剑凌1,赵文聘2,黄平2,杨健2,刘革萍2(11武汉塑料集团塑料件分公司,湖北武汉430012;21鞍山市龙马塑料有限公司,辽宁鞍山114031)摘要:介绍了使用双螺杆混炼造粒机生产橡胶增韧聚丙烯材料的工艺,并分析了工艺与性能的关系。关键词:橡胶;聚丙烯;工艺;性能中图分类号:TQ32016文献标识码:B橡胶增韧聚丙烯作为一种新型的热塑性工程塑料,由于其具有良好的加工性能,低温冲击性能,耐老化性能

2、,及高强度,质轻等特点,得到了广泛的应用。特别是在汽车行业,成为汽车保险杠的代名词,几乎所有的轿车保险杠都使用橡胶增韧聚丙烯材料。因此,橡胶增韧聚丙烯也成为改性塑料的主导产品。我国自八十年代开始橡胶改性聚丙烯以来,研究和生产得到了空前的发展,特别是近几年来,各种橡胶改性的发展,使得橡胶增韧聚丙烯材料的研究又上了一个新台阶。本人集多年的研究及生产经验,就具体的生产工艺和产品性能之间的关系做了一些分析研究,提出了自己的一些观点。从而为保证产品质量提供了可靠的依据。信冠机械设备制造有限公司;挤出机TM40MVC/D240型,意大利MARIS公司;破碎机,SWP320型,青岛顺德塑料机械有限公司。11

3、3工艺流程和条件流程a1橡胶破碎原料混合挤出造粒注塑打样检测分析聚丙烯流程b1橡胶破碎造粒挤出造粒注塑打样检测分析聚丙烯工艺条件:挤出温度,180260;螺杆转速,220300r/min;打样温度,180210;检测方法,ASTM。1试验部分111主要原材料PP4018,MFR=8-10,辽阳石油化纤公司;PPF401,MFR=3-5,盘锦石化;HDPE,7750,辽阳石油化纤公司;EPDM,312,荷兰DSM公司;PE蜡,武汉高分子材料厂;抗氧剂,瑞士汽巴公司;黑色母粒子,美国卡博特公司;滑石粉,辽宁海城滑石矿。2结果与讨论211橡胶形态是指共混改性前加入聚丙烯中的橡胶形态而言,我们试验了两

4、种方法。第一种是将大块橡胶破碎后直接和聚丙烯共混造粒;第二种方法是将破碎后的橡胶先做成增韧母粒,然后再加聚丙烯中。由于两种方法中橡胶颗粒在共混料中的分散形态不一样,因而产品的性能也有很大差别。如下图1,为两种112试验设备熔融指数仪,PXRX2400C型,吉林大学科教仪器厂;万能试验机,WSM22000型,长春智能仪设备研究所;冲击机,XJD型数显,承德宝华电器有限公司;制样机,承德宝华电器有限公司;热变型温度仪,XRW2300型,承德宝华电器有限公司;注射机,TP120T型,北京收稿日期:2001207210© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical

5、 Disc Co., Ltd. All rights reserved.南剑凌等橡胶增韧聚丙烯工艺与性能研究7方法做增韧聚丙烯的电镜照片。从图中可以看出,增韧母粒所做增韧聚丙烯和直接破碎的橡胶颗粒所做增韧聚丙烯比较,后者橡胶颗分散比较细、均匀,而前者橡胶颗粒分散较粗且不均匀。用两种方法所做增韧聚丙烯的材料性能对比如表1所示。从表中可以看出,橡胶母粒所做增韧聚丙烯其212生产工艺对橡胶增韧聚丙烯的影响生产工艺主要是指生产过程中挤出温度、挤出产量及螺杆转数的变化对橡胶增韧聚丙烯材料性能的影响。21211挤出温度的影响综合性能较橡胶颗粒所做增韧聚丙烯好,特别是断裂伸长率差别很大,这主要是由于橡胶颗粒

6、组,分散不均匀时,拉伸过程中很难形成稳定的连续相,从而影响了拉伸率,也影响了低温冲击性能。如图2为挤出温度变化时,橡胶增韧聚丙烯冲击性能和断裂伸长率的变化。从图中可以看出,随着挤出温度的上升,增韧材料的伸长率和冲击性能都有所变化。但伸长率的变化更大一些。这和电镜照片反映的情况是一致的。这主要是因为随着温度的增加,橡胶和聚丙烯俩相的粘度差增大,导致俩相分散的均匀性下降所致。图2挤出温度变化对增韧聚丙烯伸长率和冲击性能的影响21212挤出产量的变化对增韧聚丙烯性能的影响图1橡胶颗粒和橡胶增韧母粒所做增韧聚丙烯电镜照片在一定条件下,一定范围内,挤出产量的变化,对增韧聚丙烯性能也有一定的影响。如图3为

7、挤出产量变化时,增韧聚丙烯伸长率和冲击性能的变化。从图中可以看出,随着挤出产量的增加,增韧料的伸长率和冲击强度都有所下降。这主要是因为随着产量的增加,橡胶的分散越来越差所致。21213挤出机螺杆转速对橡胶增韧聚丙烯性能的影响在生产过程中发现,当其它条件不变时,挤出机螺杆转速的变化对增韧料的性能也有一定的影响。如图4所示。从图中可以看出,随着螺杆转速的增加,增韧表1橡胶母粒及橡胶颗粒做增韧聚丙烯性能比较橡胶颗粒形态破碎颗粒橡胶母粒橡胶颗粒形态破碎颗粒橡胶母粒熔融指数g/min215312弯曲模量MPa11201210弯曲强度MPa24152715断裂伸长%250600拉伸强度MPa1617冲击强

8、度J/m25760850冲击强度J/m220280620料的伸长率和冲击强度相应的有一定的提高。但变化程度不像挤出产量和挤出温度变化时大。这是因为在螺杆转速增加时,单位时间内剪切次数增加,橡胶分散程度增加。最终导致增韧料性能提高。© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.8南剑凌等橡胶增韧聚丙烯工艺与性能研究在生产过程中除以上工艺因素对产品质量有影响外,挤出机螺杆长径比对产品性能也有一定影响;配方中润滑剂的加入量大小等,均对产品性能有影响。在此就不一一列举。3结论311在配方决定以

9、后,生产工艺对橡胶增韧聚丙烯最终产品性能影响很大,特别是伸长率受影响最大。312控制生产工艺的最终目的,是保证橡胶在聚丙烯图3挤出量变化对增韧材料伸长率和冲击性能中的分散程度。只有较好的分散,才能最终保证产品性能。参考文献:1赵文聘等1富康轿车保险杠PP改性专用料研究J1中国塑料,2001年,1月,第一期,27页12刘南安等1国产聚丙烯的冲韧改性研究J1塑料科技,1998,第二期,第一页1的影响3欧小阳,等1PP/POE汽车保险杠专用料的研制J1中国塑料,1998年,第五期,第31页1图4挤出机螺杆转速对增韧聚丙烯性能的影响ResearchforTechnologyandPerformance

10、sofToughenedPolypropylenebyRubberNANJian2ling1,ZHAOwen2pin2,HUANGPing2,YANGJian2,LIUGe2ping2(11WUHanPlasticsGroupplasticLtd.,Hu2beiWu2han430016,China21An2ShancityDrangon2SmarplasticsLtd.,Liao2ningAn2Shan114031,China)Keywords:Rubber;Polypropylene;Technology;Performance简讯节省燃油的塑料发动机美国福特汽车公司生产了一种塑料发动机,它的底座、油箱、气缸、机体和燃烧室等全部是用环氧树脂和工程塑料制成。该发动机的气缸容量为1000