如何选择塑料改性剂.doc

 聚丙烯(PP)是用量仅次于聚乙烯的通用塑料。这主要由于PP具有良好的耐热性能和力学性能、密度小以及比工程塑料低的价格优势。近年来，制备高流动性的聚丙烯(PP)已成为研究的热点之一，这主要是流动性好的材料可以应用在大型的注塑制品上，此外良好的流动性可以大幅缩短成型加工时间，节约加工所需要的能耗，在经济上具有很大的价值。制备高流动性PP材料的方法有很多，由于在合成PP时对相对分子质量进行控制和PP可控降解的方法需要的技术较高，成本相对高。而将润滑剂加入到PP的方法简单，具有一定实际应用价值。 文献报道中，单一采用某种润滑剂改性PP的文章较多，但是将多种润滑剂进行综合比较，并对其机理进行研究的文献很少，本研究的目的为分析不同润滑剂加入PP及其力学性能，并进行相应的机理研究。 1 试验部分 1.1 原材料 PP，牌号M2600R，上海石化股份有限公司；聚烯烃弹性体(POE)，牌号Engage8003，杜邦-陶氏化学公司；硬脂酸、硬脂酸单甘酯、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铝、硬脂酸铅、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯、乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)，市售。 1.2 仪器与设备 Te-50型双螺杆挤出机，南京科亚公司；HTX110型注射成型机，宁波海天公司；ZK-82B型真空干燥箱，上海市实验仪器总厂；IN-STRON-4466型万能试验机，美国Instron公司；冲击性能测试仪器，英国雷兰公司；PerkinElmer7型差示扫描量热仪、热失重分析仪，美国Perkin-Elmer公司。 1.3 共混物及试样的制备 PP/POE制备在同轴双螺杆挤出机上进行，挤出机的技术参数为：螺杆直径(d)35mm，长径比为35：1，转速为200r/min，塑化段温度设定为185℃。各个配方配比为PP100份，POE10份，硬脂酸、硬脂酸单甘酯、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸铅、硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铝、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯、EBS各4份。测试样条的制备根据ASTM标准在注射成型机上进行，注塑温度200℃，模具温度23℃。 1.4 性能测试 拉伸性能测试按ASTM D638标准进行，弯曲性能测试按ASTM D790标准进行，Izod缺口冲击测试按ASTMD 256进行。 样品的熔融与结晶测试在差示扫描量热仪上进行，每个样品以10℃/min的升温速率从25℃升温到250℃，接着以10℃/min的冷却速率从250℃降温到25℃。 2 结果与讨论 2.1 不同润滑剂对PP/POE力学性能的影响 表1是不同润滑剂对PP/POE拉伸强度的影响。从表1可以看出，添加润滑剂后PP/POE的拉伸强度均有所下降，EBS对PP/POE的拉伸强度影响最大；硬脂酸铝、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯影响次之；硬脂酸、硬脂酸单甘酯、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铅的影响较小。说明硬脂酸类 润滑剂对PP/POE的拉伸强度影响不大。 表1 不同润滑剂对PP/POE拉伸强度的影响 润滑剂 拉伸强度/MPa EBS 22.8 硬脂酸铝 23.7 聚丙烯蜡 24.3 氧化聚乙烯 24.4 聚乙烯蜡 24.5 硬脂酸镁 25.4 硬脂酸 25.6 硬脂酸锌 25.7 硬脂酸单甘酯 25.9 硬脂酸铅 26.0 硬脂酸钙 26.1 硬脂酸钡 26.5 不加润滑剂 27.1 表2是不同润滑剂对PP/POE常温冲击强度的影响。从表2可以看出，硬脂酸、聚丙烯蜡、EBS的加入大大降低了常温冲击强度，硬脂酸镁、硬脂酸铅、氧化聚乙烯、硬脂酸铝、硬脂酸钙、硬脂酸钡的加入稍微降低了共混物的常温冲击强度，硬脂酸锌、聚乙烯蜡、硬脂酸单甘酯的加入稍微提高了共混物的冲击强度，可以看出硬脂酸盐类润滑剂对冲击强度影响不大。 不同润滑剂对PP/POE性能的影响 表2 不同润滑剂对PP/POE冲击强度的影响 润滑剂 缺口冲击强度/(J·m-1) 硬脂酸 130.4 聚丙烯蜡 150.6 EBS 220.3 硬脂酸镁 470.7 硬脂酸铅 480.3 氧化聚乙烯 490.4 硬脂酸铝 510.6 硬脂酸钙 520.8 硬脂酸钡 530.2 不加润滑剂 550.5 硬脂酸锌 550.7 聚乙烯蜡 560.3 硬脂酸单甘酯 570.2 表3是不同润滑剂对PP/POE弯曲模量的影响。从表3可以看出，不同润滑剂的加入对PP/POE弯曲模量的影响相当大，EBS降低PP/POE的弯曲模量，其余的均提高了弯曲模量，聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯、硬脂酸、硬脂酸钡、硬脂酸单甘酯对提高PP/POE的弯曲模量效果相当，硬脂酸钙、硬脂酸铝、硬脂酸镁、硬脂酸铅依次提高了PP/POE的弯曲模