聚丙烯的改性课件.ppt

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1、聚丙烯及聚丙烯的改性郭萍一、聚丙烯简介聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。聚丙烯由于其力学性能优异，耐热性好，耐应力开裂性和刚性优异，且易于加工成型，具有广泛的应用价值，但是其韧性较差，尤其是在低温下易脆断，对缺口敏感，因此应对聚丙烯进行改性。聚丙烯作为通用热塑性塑料中增长最快的品种，在经济建设和人民生活中的地位日益重要，在汽车工业、家用电器、电子、包装及建材、家具等方面具有广泛的应用。聚丙烯塑钢纤维产品主要以聚丙烯和聚乙烯为原材料，经过特殊工艺加工而合成，结合了钢纤维和塑料合成纤维两者的优点，主要用来代替在混凝土面板结构中的焊接金属网格和钢纤维。聚丙烯薄膜在塑料制品中

2、包装材料占有极其重要的位置，据统计，世界用于包装领域的塑料约占塑料总消费量的35%。聚丙烯薄膜具有高线速、延伸性、透明性好等优点。聚丙烯管材早期，聚丙烯管材主要用作农用输水管，但是由于早期产品性能还存在一些问题（抗冲击强度、耐老化性能较差），市场未能打开。据报道，目前韩国开发出一种耐高压给水管用无规共聚聚丙烯PP-R112新牌号，使用该牌号生产的管材可在20℃和11.2MPa的超高压状态下使用50年。二、聚丙烯物理改性物理改性是在聚丙烯基体中加入其他的无机材料、有机材料、其他塑料品种、橡胶品种、热塑性弹性体,或一些有特殊功能的添加助剂,经过混合、混炼而制得具有优异性能的聚丙烯

3、复合材料。２.１填充改性在聚丙烯中加入一定量的无机填料、有机填料来提高制品的某些性能,并能降低材料成本。填充聚丙烯的无机填料常用:云母粉、硅酸钙、滑石粉、硅灰石、炭黑、石膏、赤泥、立德粉、硫酸钡等,常用的有机填料有:木粉、稻壳粉、花生壳粉等。硅酸钙填充聚丙烯可以降低制品成本,提高刚性、耐热性和尺寸稳定性,但无机极性化合物CaCO3与非极性高聚物PP之间缺乏柔合性,界面粘合性很差。云母填充聚丙烯具有高模量、不翘曲、尺寸稳定、热变形温度高和电性能优良等特点。云母填充聚丙烯的性能与其配比、混合工艺、偶联剂种类、云母粒度等因素有关。一般云母的添加量在40%以下为好；云母的粒径在300

4、目以上为好；钛酸酯偶联剂用量为云母的3%左右为好；硅烷偶联剂可适当少些；用丙烯酸表面处理剂时，用量可加大到5%-10%；云母的种类对复合材料的热性能、力学性能关系不大；云母的长径比越大,增强效果越好。硅灰石的主要成分是硅酸钙,组成均匀,成本低,硅灰石填充聚丙烯后对复合材料的拉伸强度有所降低,但对于常温和低温下的缺口冲击强度有所提高。硅灰石的填充有助于克服聚丙烯对缺口敏感性的弱点,用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂处理硅灰石,能有效地提高复合材料的力学性能。用有机填料木粉、玉米棒芯时，应选择长径比大于15的为好,这样可改善韧性和负荷畸变度。使用填料填充聚丙烯时,虽然在一定程度上可以改善

5、聚丙烯的刚性、热变形温度、尺寸稳定性等,但往往使冲击强度降低。填充改性的发展趋势是：用极细的粒状填料均匀地分散在聚丙烯中；开发表面处理剂,不仅起到偶联剂作用,还具有分散剂、增湿剂、降粘剂、成型加工助剂、增加韧性等作用。２.２增强改性增强改性聚丙烯可以取代工程塑料,所选用的增强材料有玻璃纤维、石棉纤维、单晶纤维和铍、硼、碳化硅等。用碳纤维增强聚丙烯与用玻璃纤维增强聚丙烯比较具有力学性能好、在湿态下的力学性能保留率好、导热系数大、导电性大、蠕变小、耐磨耗性好等优点，其用量正在不断增长。为此,人们正在不断地研究和开发碳纤维增强树脂。２.３共混改性共混改性是指用其他塑料、橡胶、或热塑

6、性弹性体与聚丙烯共混,填入聚丙烯中较大的晶球内，以此改善聚丙烯的韧性和低温脆性。三、化学改性化学改性是指通过接枝、嵌段共聚,在聚丙烯大分子链中引入其他组分；或是通过交联剂等进行交联；或是通过成核剂、发泡剂进行改性，由此赋予聚丙烯较高的抗冲击性能，优良的耐热性和抗老化性。３.１共聚改性采用乙烯、苯乙烯单体和丙烯单体进行交替共聚，或在聚丙烯主链上进行嵌段共聚，或进行无规共聚，这样可提高聚丙烯的性能。如在聚丙烯主链上，嵌段共聚2%～3%的乙烯单体，可制得乙丙橡胶共聚物，属于一种热塑性弹性体，同时具有聚乙烯和聚丙烯两者的优点，可耐-30℃的低温冲击。３.２交联改性聚丙烯的交联早已在工

7、业上应用，但由于聚丙烯结构的原因，交联困难。交联是为了改善形态稳定性、耐蠕变性，提高强度和耐热性以及熔体强度，缩短成型周期。聚丙烯交联的方法可采用有机过氧化物交联、氮化物交联、辐射交联、热交联。聚丙烯经交联后，既同时具有热可塑性、硬度高、良好的耐溶剂性、高弹性和优良的耐低温性能。３.３接枝改性聚丙烯树脂中加入接枝单体，在引发剂作用下，加热熔融混炼而进行接枝反应。接枝反应机理大致为：首先是引发剂在加热时，分解生成活性游离基与接枝单体接触时，使之不稳定链打开，生成聚丙烯游离基再进行链转移反应而终止。在聚烯烃