聚丙烯PP的共混增韌以其效果顯著、工業(yè)化投資少且迅速易行等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域。共混增韌改性指用其它塑料、彈性體以及無機(jī)物粉體等作為改性劑與PP共混,以此來改善PP塑料的韌性。常見的改性增韌體系主要分為以下幾種
塑料增韌PP體系。
采用其它塑料作為PP增韌的改性劑,不僅可以達(dá)到增韌的目的,而且可使材料的耐磨性、染色性等物理性質(zhì)得到改善。在以通用塑料(如聚乙烯)作為改性劑時,還具有較大的價格優(yōu)勢。PP増韌改性中常用的塑料類產(chǎn)品有HDPE、LLDPE. EVA、PA等。但由于其與PP的不相容性,要使體系達(dá)到較高的韌性往往需要加大改性劑用量或添加相容劑。
橡膠或熱塑性彈性體增韌pp體系。
橡膠或熱塑性彈性體與PP共混增韌是目前研究較多的、增韌效果較為明顯的一類方法。此類型的改性劑主要有二元乙丙橡膠(EPR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS),順丁橡膠(BR),異丁烯橡膠(IBR),天然橡膠(NR)以及聚烯烴彈性體(如POE)等。不同種類的橡膠對PP都能起到較為明顯的增韌作用,但增韌效果有所不同。影響橡膠增韌效果的因素有很多,如橡膠粒子的含量、尺寸和形態(tài),橡膠與PP基體間的界面黏結(jié)和相容性,橡膠的交聯(lián)以及橡膠的松弛行為等。
PP\彈性體\塑料三元共混體系。
彈性體用量的增加,雖然大幅度提高了體系的沖擊性能,但卻帶來了剛性、強(qiáng)度、熱變形溫度、流動性的較大損失,且成本亦隨之提高,造成實(shí)際應(yīng)用中的限制。為此,人們考慮將彈性體與塑料共同加入到PP中,形成三元共混體系,用以改善力學(xué)性能和降低成本。其中最常見的就是加入聚乙烯(PE),PE在體系中可作為主要組分與PP組成混合基體,也可以作為第三組份(助增韌劑)使用。
無機(jī)剛性粒子增韌PP體系。
彈性體增韌塑料確實(shí)在工業(yè)上取得了成功,但它提高韌性的同時,卻使剛度、強(qiáng)度和使用溫度大幅度降低。1988年,在研究CaCO3增韌PP復(fù)合材料的斷裂韌性中,用斷裂力學(xué)分析能量耗散的突進(jìn),國內(nèi)首次提出了填充增強(qiáng)增韌的新途徑。目前常用的無機(jī)剛性粒子主要有CaCO3、BaSO4、高嶺土、滑石粉、云母等。
無機(jī)剛性粒子增韌聚合物的機(jī)理尚不明確,一般認(rèn)為:1.聚合物受力變形時,剛性無機(jī)粒子的存在產(chǎn)生應(yīng)力集中效應(yīng),引發(fā)其周圍的基體屈服,這種基體的屈服將吸收大量的變形功,產(chǎn)生增韌作用;2.剛性無機(jī)粒子的存在能阻礙裂紋擴(kuò)展或鈍化、終止裂紋,阻礙裂紋擴(kuò)展的原因是由于釘扎效應(yīng),而粒子鈍化或終止裂紋的原因在于兩相界面的部分脫黏。根據(jù)上述機(jī)理,實(shí)現(xiàn)增韌的要求是,基體要有適當(dāng)?shù)捻g性,基體與粒子間要有適度的結(jié)合力,這必然要求對無機(jī)粒子的表面進(jìn)行恰當(dāng)?shù)幕钚蕴幚怼?/span>
PP\彈性體\無機(jī)粒子三元復(fù)合體系。
為平衡韌性與模量的關(guān)系,PP\彈性體\無機(jī)粒子三元復(fù)合材料逐漸受到研究者的青睞,如PP/POE/BaSO4, PP/EPR/CaCO3、PP/EPDM/滑石粉、PP/POE/CaCO3等。對這種三元體系所采用的的彈性體和無機(jī)粒子也越來越趨于多樣化,這種共混方式為PP綜合性能的進(jìn)一步提高和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大開辟了新的途徑。三元復(fù)合體系的提出是因為在研究增加無機(jī)粒子與PP的界面黏結(jié)時,考慮到如果引入彈性體,不僅可作為第三相對體系起增韌作用,并且可在無機(jī)粒子表面形成界面層,從而通過剪切形變克服應(yīng)力集中,阻止無機(jī)粒子與PP基體的剝離與裂紋的發(fā)展。
聚丙烯PP的共混增韌改性涉及的共混體系種類復(fù)雜多樣,可以看出,使用單一的原料作為增韌劑往往不能達(dá)到塑料制品對高性能的要求。市面上每款增韌劑的配方不同,配料比例不同,同時針對塑料粒子原料性能的不同,添加的劑量也會有所不同,在滿足性能要求的同時盡量的降低用料成本也是塑料制造企業(yè)所追求的,因此選擇一款高性價比增韌劑就顯得尤為重要了。