开发高性能聚丙烯改性材料

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1、(总第154期)2004年10月30日开发高性能聚丙烯改性材料提升湛江电饭煲的质量档次湛江市包装材料企业有限公司涂志刚市科技专家咨询委员会专家众所周知，在小家电行业，湛江的电饭煲全国有名，早在八十年代半球的广告就遍布全国大中城市。据统计目前湛江生产的电饭煲市场占有率为30%左右，而且大量出口到东南亚。电饭煲产业的发展也带动了相关配件行业的发展，其中包括电饭煲上用到的大量塑料制件，因此在湛江催生了塑料注塑成型加工行业，通过注塑成型，生产电饭煲上的塑料制件，如外壳、内盖、中环、蒸笼、底座等。电饭煲上用到的塑

2、料材料主要是聚丙烯改性材料，最初，这些改性材料主要从珠三角地区购买，近年来在湛江本地逐步有一些私人小企业开始生产，由于价格低廉，很快地占有了大部分市场，但是技术水平与广州附近的企业相比有较大差距，产品质量较差，因此最终会使电饭煲的质量受到一定程度的影响，这将成为电饭煲产业链拓展的薄弱环节。由此可见在湛江开发高性能的聚丙烯改性材料，对促进电饭煲产业群的发展具有十分重要的意义。一聚丙烯（PP）的特性电饭煲上用到的大部分塑料材料主要是通过聚丙烯改性而得到的。PP是五大通用塑料之一，自1957年实现工业化生产以

3、来，已有五十多年的历史。近年来特别在汽车、家具、家电、包装等领域的使用正在快速增长。PP是为了取代ABS而进入家电行业的，PP具有化学稳定性好、无毒且可以高温消毒，适用于家庭用品和医疗器械等；在通用塑料中，PP密度最低，只有0.9g/cm3，而且PP的力学性能优异，有较高的屈服强度、拉伸强度、表面硬度和弹性模量等，并具有较好的耐热性能，均聚PP的熔点高达165℃，可以在100-120℃的环境下长期使用；PP是半结晶性聚合物，通过加入成核剂或双向拉伸后，制品具有很好的透明性能，非常适用于做包装材料；PP还

4、具有良好的电绝缘性、易加工成型、价格低廉等优点。但是PP低温性脆，耐寒性能差，制品收缩率大，尺寸稳定性差，耐候性能差；由于其分子链的非极性，抗静电性能及与其它极性聚合物、无机物的相容性差。总体来说，PP的优点和缺点都十分突出，国内外科技人员对PP的应用进行了大量的研究，通过改性技术，优化PP的性能，各种性能优良的PP改性材料不断地开发出来。二聚丙烯的改性技术聚丙烯改性的方法非常多，根据结构的变化可以分为化学改性和物理改性。化学改性是指通过共聚、接枝等方法在PP分子链中引入其它组分，或通过加入交联剂进行交

5、联改性，赋予PP较高的抗冲击性能、耐低温性能、耐老化性能等。1共聚改性在PP的合成阶段，加入乙烯或其它的单体进行无规、交替或嵌段共聚，这样可以改善PP某方面的性能，如加入少量乙烯无规共聚的PP，显著降低了PP的熔点，改善了PP的低温性能和抗冲击性能，提高了透明性，一般无规共聚物中，乙烯含量每提高1%，共聚物熔点降低5℃；Montell公司结合无规共聚物的透明性和高流动共聚物的抗冲击性，开发了满足-40℃下冲击性能和透明度要求的产品。又如在PP链上，嵌段共聚2-3%的乙烯单体，可制备乙丙橡胶，这是一种热塑

6、性弹性体，可耐-30℃的低温冲击。但是共聚乙烯后，PP的刚性和高温性能变差。另外，PP还可以用苯乙烯、环烯等进行共聚改性。2接枝改性接枝改变了分子链的结构，使PP的物理和化学性质发生了根本的变化，在PP上进行接枝的方法很多，包括熔融法、溶液法、固相接枝法等。比如熔融法是在引发剂的作用下，在PP树脂中加入接枝单体，加热熔融，在混炼过程中进行接枝反应，通常接枝极性低分子，如马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸酯等，在非极性的PP链上引入极性基团，可以大大改善PP与极性聚合物和无机物的相容性。这一类PP接枝物主要用于

7、PP与其它高聚物和无机物共混所需要的相容剂和偶联剂；另有氯化聚丙烯是在PP分子链上接枝-CI基团的改性PP，其耐磨性、耐老化性和耐酸性都较好，已成为聚丙烯化学改性的重要产物之一。3交联改性交联的目的是为了改善高分子链的聚集形态的稳定性，提高力学性能、耐热性能、耐蠕变性、熔体强度，PP交联可以采用有机过氧化物交联、氮化物交联、辐射交联、热交联等方法。PP交联后能获得较高的硬度、较好的耐溶剂性能和优良的耐低温性能。但由于PP本身结构的原因，PP发生交联比较困难。物理改性是指以PP为基材，配以其它的聚合物、无

8、机材料以及特殊功能的助剂，经过混合、混炼而制得具有特定性能的PP复合材料。物理改性可分为填充、增强、共混和成核改性等。1填充改性为了降低材料成本，在不影响PP的总体性能，而提高PP某一方面性能的前提下，在PP中加入其它廉价的材料，如碳酸钙、滑石粉、硅灰石、云母、硫酸钡、木粉等。有关填充改性的研究很多，工业应用的领域也非常广泛。填料填充PP，可以改善PP的刚性、热变形温度和尺寸稳定性，但其它力学性能会受到影响，特别是冲击强度降低。但是随着表面