PP-POE改性共混彈性體的制備及性能研究.pdf

1、聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一,具有原料來(lái)源豐富、價(jià)格低,并易于加工成型等特點(diǎn),近些年發(fā)展迅速,已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的一部分。但是PP同時(shí)存在諸如低溫易脆裂、產(chǎn)品收縮率大、易老化,機(jī)械強(qiáng)度較低等缺點(diǎn)。所以對(duì)PP進(jìn)行改性以適用于更多的領(lǐng)域的研究勢(shì)在必行。將聚烯烴彈性體(POE)加入PP中,可以很大程度的提高共混物的韌性,但同時(shí)會(huì)降低共混物的強(qiáng)度。本文針對(duì)PP/POE復(fù)合體系,通過(guò)添加過(guò)氧化物交聯(lián)劑對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)交聯(lián),添加無(wú)機(jī)填料碳酸

2、鈣(CaCO3)或有機(jī)短切纖維竹粉對(duì)其進(jìn)行共混改性,系統(tǒng)性的研究了這些共混物的結(jié)構(gòu)和性能。目前有關(guān)PP/POE共混彈性體的動(dòng)態(tài)交聯(lián)的研究主要集中在以POE為基體,加入少量的PP和交聯(lián)劑,通過(guò)開(kāi)煉、平板模壓等加工工藝,裁取制樣,測(cè)試其性能。
　　本文側(cè)重于以PP為基體,加入POE以及交聯(lián)劑,通過(guò)密煉、擠出注塑等加工工藝,對(duì)PP/POE共混彈性體的動(dòng)態(tài)交聯(lián)及其各方面性能進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)證明,以PP為100份計(jì),當(dāng)加入交聯(lián)劑過(guò)氧化二異丙苯

3、(DCP)份量為POE的1％到2%時(shí),PP/POE共混體系的綜合力學(xué)性能最好。加入不同的過(guò)氧化物交聯(lián)劑均能引發(fā)POE的交聯(lián)反應(yīng),但是同時(shí)在高溫下過(guò)氧化物交聯(lián)劑能不同程度的引發(fā)PP的降解。當(dāng)加入占POE含量2%的交聯(lián)劑DCP的同時(shí)加入2%的助交聯(lián)劑三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC),得到的動(dòng)態(tài)交聯(lián)共混物的綜合性能最佳,其次是占POE含量2%的三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(350)交聯(lián)劑,而加入350交聯(lián)劑改性PP/POE共混體系在拉伸和沖擊性能

4、方面要優(yōu)于加入其他交聯(lián)劑的共混體系。通過(guò)示差掃描量熱法(DSC)研究了動(dòng)態(tài)交聯(lián)PP/POE共混物的非等溫結(jié)晶曲線。發(fā)現(xiàn)POE的加入對(duì)PP有異相成核作用,能促進(jìn)POE的結(jié)晶。根據(jù)Ozawa模型計(jì)算聚合物的相對(duì)結(jié)晶度,發(fā)現(xiàn)Ozawa模型是能夠有效地處理非等溫結(jié)晶過(guò)程的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)。根據(jù)Kissinger公式計(jì)算共混物中PP的結(jié)晶活化能(△E),發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)交聯(lián)共混物中PP的△E比純PP的△E要略小。通過(guò)偏光顯微鏡和X射線衍射分析(XRD),發(fā)現(xiàn)共

5、混和動(dòng)態(tài)交聯(lián)都不會(huì)改變PP的晶體結(jié)構(gòu),PP為α晶型。通過(guò)Hakke轉(zhuǎn)矩流變儀對(duì)PP/POE共混物以及加入交聯(lián)劑之后共混體系的流變行為進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。發(fā)現(xiàn)共混物的屬于假塑性流體,其表觀黏度受降解與交聯(lián)共同影響。系統(tǒng)研究了PP/CaCO3二元共混體系、PP/POE/CaCO3三元共混體系以及加入不同表面改性劑之后共混體系的力學(xué)性能和熱性能。PP/ CaCO3二元共混體系隨著CaCO3的加入斷裂伸長(zhǎng)率逐步減小,而拉伸性能和沖擊性能均呈現(xiàn)先增

6、后減的趨勢(shì),拉伸強(qiáng)度在CaCO3含量為15份時(shí)達(dá)到最大值,沖擊強(qiáng)度在CaCO3含量為10到15份之間達(dá)到最大值。固定PP和CaCO3的含量,調(diào)整加入POE的含量時(shí),發(fā)現(xiàn)隨著POE含量的增大,共混體系的拉伸強(qiáng)度逐步降低,而沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率逐步上升。用MAH-g-POE替換POE加入共混體系中,所得綜合力學(xué)性能有所提高。而固定PP/POE/CaCO3三元共混體系的用量,用不同表面改性劑對(duì)共混體系進(jìn)行改性時(shí),發(fā)現(xiàn)使用表面改性劑乙烯馬來(lái)酸酐

7、共聚物(ZeMac)對(duì)共混物進(jìn)行改性所得綜合性能最佳。這說(shuō)明CaCO3與POE的加入可以形成良好的互補(bǔ)。而加入MAH-g-POE相對(duì)于加入其它表面改性劑有更好的增容作用。
　　本文探索性研究了PP/竹粉二元共混體系、PP/POE/竹粉三元共混體系以及加入不同表面改性劑之后共混體系的力學(xué)性能和熱性能。PP/竹粉二元共混體系隨著竹粉的加入,拉伸性能和沖擊性能以及斷裂伸長(zhǎng)率均呈現(xiàn)逐步減小的趨勢(shì),綜合力學(xué)性能在竹粉為20份時(shí)達(dá)到最佳。固定

8、PP和竹粉的含量,調(diào)整加入POE的含量時(shí),發(fā)現(xiàn)隨著POE含量的增大,共混體系的拉伸強(qiáng)度逐步降低,而沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率逐步上升。固定PP/POE/竹粉三元共混體系的用量,用不同表面改性劑以及用MAH-g-POE替代POE加入共混體系中對(duì)其進(jìn)行改性時(shí),發(fā)現(xiàn)使用MAH-g-POE替代POE加入共混體系中所得性能效果最佳,加入ZeMac所得性能占其次。這說(shuō)明竹粉的加入會(huì)降低共混體系的綜合性能, POE的加入對(duì)共混體系有極大的增韌作用,卻會(huì)降低