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丙烯基弹性体和乙烯–辛烯共聚物增韧聚丙烯性能

2020-04-21陈禹廷吴建张勇

工程塑料应用 2020年4期

陈禹廷,吴建,张勇

(上海交通大学化学化工学院,上海 200240)

聚丙烯(PP)具有密度小、强度高、化学稳定性好、成本低廉等优点,在塑料和纤维领域得到广泛应用[1-3]。但是,PP具有冲击强度低等缺点,限制了其应用范围。

为改善PP的冲击性能,人们采用弹性体增韧PP。乙烯-辛烯共聚物(POE)是PP的一种有效改性剂。赵兴科等[4]发现,加入25%的POE后,PP的冲击强度提高3.14倍,-35℃的冲击强度提高6倍。Li Ke等[5]发现,加入20%的POE后,PP的冲击强度提高至16.5 kJ/m2;加入40%的POE后,PP的冲击强度可达到75 kJ/m2。Li Chunhai等[6]制备了PP/POE交替多层共混物,共混物的冲击强度达到91.1 kJ/m2。Liang Jizhao等[7]研究表明,随着POE含量的增加,PP/POE/纳米碳酸钙复合材料的缺口冲击强度大幅增加。袁海兵[8]制备了PP/POE/滑石粉复合材料,当POE含量为9%时,材料发生脆韧转变,冲击强度为18.1 kJ/m2,为未添加POE的材料的3.2倍。

埃克森美孚公司近年来研发生产了一种以丙烯为主、乙烯为辅的丙烯基弹性体(PBE)[9]。人们将该PBE用于增韧改性PP。A. Heidari等[10]发现,添加30%的PBE时,PP的冲击强度提高400%。Li Yi等[11]发现,加入20%的PBE后,PP的冲击强度从5 kJ/m2提高到40 kJ/m2。Wang Xiong等[12]发现,加入10%的PBE后,PP的冲击强度从2.0 kJ/m2提高到4.2 kJ/m2,采用扫描电子显微镜没有观测到明显的相分离。彭志宏等[13]发现,加入PBE可以在提高PP冲击性能的同时,改善共混材料的应力发白现象。A. Pustak等[14]制备了PP/PBE/二氧化硅复合材料,加入20%的PBE后,复合材料的冲击强度最高可达到11 kJ/m2。

笔者通过熔融共混挤出的方式制备了PP/PBE和PP/POE共混材料,表征了其力学性能和热性能。同时,采用单边缺口三点弯曲断裂测试研究了两种材料的断裂行为,使用断裂有用功模型评定了两种聚烯烃弹性体对PP的增韧效果。……

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