POE的性能及在聚烯烃树脂改性中的应用.doc

POE的性能及在聚烯烃树脂改性中的应用POE是 乙烯和辛烯在茂金属催化剂作用下聚合而成 的聚烯烃热塑性 弹性体 ，由美 国 DOW化学公司采用 限定几何构型催化剂 技术 (CGCT技术)开发成功。这种技术生产的 POE分子链饱和、结构可人为控制 、具有窄相对分子质量分布和窄共聚单体分布 ，因此P0E具有优异 的耐老化、耐紫外 光性 、良好的力学性能和加工 流变性能 ，与聚烯烃亲和性好 、低温韧性突出、性能价格比高等优点 ，使其在聚烯烃的增韧改性 ，医用包装材料、汽车配件、电线 电缆方面得到 了广泛的应用。1? POE的性能特点 POE采用溶液法聚合工艺生产，单体辛烯含量在20%～30%之间，密度较低 ，基本结构如下所示： 其中聚乙烯链结晶区起物理交联点承受载荷的作用，一定量辛烯的引入降低了聚乙烯链的结晶度，形成了呈现橡胶弹性的无定型区。聚合物的微观结构决定其宏观性能，分子结构的特殊性使POE具有优异的综合性能，与其他传统弹性体相比，POE具有以下主要特点 。(1)分子链结构中没有不饱和键，所含叔碳原子少，具有更优异的热稳定性和耐候性。 (2)商品化 POE呈颗粒状 ，可以直接加入到聚丙烯(PP)等粒状聚合物中，混合更快速、更均匀 。 (3)较强的剪切敏感性、熔体强度和窄的相对分子质量分布，使材料边缘在加工中不易卷曲且弥补了挤出片材时材料易下垂和难以吹膜的缺陷。 (4)可用过氧化物、硅烷和辐射方法交联，交联POE的热老化及紫外光气候老化性能优于三元乙丙橡胶(EPDM)和二元乙丙橡胶(EPR)。(5)未交联 POE的密度 比乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)低10%～20%，材料透明度高。 (6)加工性与力学性能平衡性优。一般弹性体的门尼粘度低，加工性好，而力学性能差。常用弹性体门尼粘度在20～90之间，而POE的门尼粘度在5～35之间，但力学性 能却能和高门尼粘度热塑性丁苯橡胶媲美。 作为增韧材料，POE具有添加量少、增韧效果明显、对基础树脂性能影响小等特点。这种新型高分子聚合物的出现引起了全球橡塑界的广泛关注，也为聚合物的改性和加工应用带来一个全新的理念。 POE与传统 EPDM 的比较 EPDM 分子主链为饱和结构，分子链柔顺弹性好，可以改进聚丙烯(PP)的缺 口冲击韧性，但在耐候性、热稳定性、加工性等方面存在一些缺陷。而POE改性 PP不仅可以克服EPDM增韧PP的不足，还赋予PP更高的韧性、高透明性等特点。张金柱研究指出，在相 同的混炼和注塑条件下，无论 PP的熔融流动速率(MFR)如何变化，其低温(-30℃)冲击能均是 POEEPDM：EPR，特别是当使用高MFR(≥2o)的PP时，EPDM和EPR改性的PP均已变脆 ，而POE改性的PP仍保持相当的韧性。这样在生产上可使用高流动性 PP，既避免了以前使用高MFR增韧剂时大幅降低体系冲击强度的不足 ，又能缩短成型周期节省能耗。POE用作PP的抗冲击改性剂，具有明显的优势，其主要原因有以下几点：首先，由于POE的侧乙基长于EPDM 的侧甲基，在分子链间起到一种联结、缓冲作用，减少银纹 因受力发展成裂纹其增韧效果优于EPDM。其次，长链支化结构改进了 POE的加工流变性能，使POE具有较强的剪切敏感性和低的熔体弹性，所以在高温剪切作用下POE分散相比EPDM分散相更容易被拉长、破裂，从而在PP母体中分散得更好，抗冲击性提高较大。再次，采用一般橡胶或弹性体改性PP，在提高冲击强度的同时，会使产品的屈服强度降低 ，而使用 POE时材料仍保持较高的屈服强度。 POE分子链中无不饱和键，与EPDM相比具有更卓越的耐老化、耐臭氧、热稳定性。如温度为150℃时，POE的拉断伸长率保持率为98%，而EPDM仅为71%，POE更适合于户外使用对于某些耐热等级、永久变形要求不严的产品直接用POE即可加工成制品，可大大提高生产效率 ，材料还可以重复使用。POE交联工艺简单，可以边成型边实施交联。通过交联，POE的拉伸强度、耐热性能和耐化学品性能得以提高，同时也可提高其耐蠕变性能、耐磨性能、耐环境应力开裂性能和粘接性能。在欲交联的POE中还可以添加较多的填料，如增强材料、导电剂和阻燃剂，以改善某些特殊性能。目前POE交联技术在工业上主要用于生产管材，尤其是热收缩管，美国的Raychem公司、日本的日东电木等公司在这方面处于领先地位，而经过氧化物引发交联的一般用来制作电缆料。用POE制作电线电缆护套，可赋予制品更为优异的耐气候老化性、电绝缘性 ，产品应用范围更为广阔。POE在聚烯烃树脂改性中的应用 POE作为一种新型的增韧改性剂，最大应用在塑料制品上。由于POE的内聚能较小，其表观切变粘度对温度的敏感性接近聚烯 烃树脂，与聚烯烃树脂共混更容易得到较小的弹性体粒径和