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活化碳酸钙、POE、HDPE对聚丙烯增韧改性
作者:管理员时间:2016-04-10浏览:508

聚丙烯是五大通用塑料之一,但它的成型收缩率大、易翘曲变形等缺点,限制了其在结构材料和工程塑料方面的应用。碳酸钙无毒、无味、无刺激性,资源丰富,是一种优良的高分子材料无机填充剂,它可以改善聚丙烯的硬度、弹性模量、尺寸稳定性等,同时,以POE为增韧剂,HDPE协同增韧,对体系进行填充改性,在降低成本的同时,使复合材料取得各项均衡的力学性能,拓展了聚丙烯的应用空间。`

1、碳酸钙的活化

随着复合材料工业的迅速发展,碳酸钙已不仅仅是一种填充剂,同时也是一种重要的改性剂。在聚丙烯共混改性体系中,加入碳酸钙可以降低制品的成型收缩率和原料成本,提高改性聚丙烯制品的刚性和耐热性。但是,碳酸钙是无机填料,与聚丙烯的相容性较差,所以在使用前需进行活化处理,以提高碳酸钙与聚合物分子链的结合力,提高填充聚丙烯材料的力学性能,建议使用800目以上的重质碳酸钙,经干燥处理后投入高速搅拌机中,然后加入适量的磷酸脂偶联剂,高速搅拌15-20分钟,对碳酸钙进行活化处理。或者直接使用800目以上的活性重质碳酸钙。

在共混体系中随着活化碳酸钙含量的增加,体系的冲击强度先快速增加,30份以后增加缓慢,40份以后冲击强度降低。用偶联剂活化过的碳酸钙,能使材料的冲击强度增加,这是因为活化碳酸钙的粒子表面发生了物理化学结构和性质的改变,更易分散在基体中。当碳酸钙的含量超过一定程度时,会出现无机粒子集结堆积现象,使共混体系的结构产生内部缺陷,造成各项力学性能的下降。所以,碳酸钙的用量以不超过40份为宜。

2、POE对共混体系的影响

POE是采用茂金属催化剂的乙烯和辛烯实现原位聚合的ballbet贝博app下载ballbet贝博app下载,其特点是:(1)辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点,使它既有优异的韧性又有良好的加工性。(2)POE分子结构中没有不饱和双键,具有优良的耐老化性能。(3)POE分子量分布窄,具有较好的流动性,与聚烯烃相容性好。(4)良好的流动性可改善填料的分散效果,同时也可提高制品的熔接痕强度。

随着POE含量的增加,体系的冲击强度和断裂伸长率有很大的提高。可见,POE对PP有优良的增韧作用,与PP、活性碳酸钙有较好的相容性。这是因为POE的分子量分布窄,分子结构中侧辛基长于侧乙基,在分子结构中可形成联结点,在各成分之间起到联结、缓冲作用,使体系在受到冲击时起分散、缓冲冲击能的作用,减少银纹因受力发展成裂纹的机会,从而提高了体系的冲击强度。当体系受到张力时,由于这些联结点所形成的网络状结构可以发生较大的形变,所以,体系的断裂伸长率有显着的增加,当POE的含量增加时,体系的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量均有所下降,这是由POE本身的性能决定的,故POE的含量应控制在20%以下。

POE的含量与熔融指数的关系,加入POE后,体系的熔融指数增加。POE本身的流动性较好,它的加入,同时也改善了整个体系的流动性,当POE含量超过15份以后,体系的熔融指数基本没有变化,若要继续提高体系的流动性,则不能完全依赖于POE。

3、HDPE对体系力学性能的影响

在整个体系中,加入适量的其它聚合物,也可改善体系的力学性能,同时降低了成本。加入适量的HDPE  ,冲击强度有不同程度的提高,POE是乙烯与辛烯的共聚物,因此,HDPE在聚丙烯与POE之间起到了‘交联剂’的作用,更好地改善了聚丙烯与POE之间的相容性,从而提高了体系抵抗外力冲击的能力。

当HDPE在体系中加入后冲击强度提高,拉伸强度增加很小,当HDPE为10份时,冲击强度迅速提高,15份时增加缓慢,所以,HDPE的用量应在10左右。

4、老化性能

为了使该材料有良好的耐候性,在体系中加入适量的防老化母料或抗氧剂,经测试,试片在氙灯紫外线辐射1000h,相当于一年的时间,冲击强度、拉伸强度保持率分别为88%和86%。氙灯紫外线辐射3000h,相当于三年的时间,冲击强度和拉伸强度的保持率分别为74%和71%,优良的耐老化性能,使该材料的使用周期长,减少了废弃塑料对环境的污染。

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