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带你进入再生PP增韧的世界,不再为其烦恼!

发布时间:2016-03-12 21:03 作者:admin 来源:未知 点击: 字号:

 塑料制品在使用过程中,由于光、热、氧等的作用而发生老化现象,使得回收塑料的力学性能如耐冲击性发生较大程度降低。而作为大宗的通用塑料品种,聚丙稀(PP)存在低温韧性差和缺口敏感性大的缺点,因此为了改善PP性能上的不足,增韧改性一直被视为最有效的途径。
 
  再生PP的增韧
 
  PP增韧改性有共聚改性、共混改性、添加成核剂等。研究报道较多并取得突出成果的有以下三个方面:
 
  (1)与橡胶或热塑性弹性体共混增韧;
 
  (2)无机刚性粒子增韧;
 
  (3)无机纳米材料增韧。
 
  对于再生塑料,在尽可能的情况下尽量使用稳定的增韧剂(一般是固定型号的增韧剂), 如PP常用POE、尼龙常用POE接枝物等;考虑到增韧剂的成本因素,对于再生塑料也可以考虑部分再生类的弹性体作为增韧剂。如再生TPU、TPE、TPR、EVA等增韧PP。
 
  增韧机理
 
  弹性体的增韧机理
 
  液体聚硫橡胶可与环氧树脂反应,引入一部分柔性链段,降低环氧树脂模量,提高了韧性,却牺牲了耐热性。
 
  液体丁腈橡胶作为环氧树脂的增韧剂,室温固化时几乎无增韧效果,粘接强度反而下降;只有中高温固化体系,增韧与粘接效果较明显。
 
  端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂,固化前相容,固化后分相,形成“海岛结构”,既能吸收冲击能量,又基本不降低耐热性。
 
  T一99多功能环氧固化剂固化环氧树脂使交联结构中引进了柔性链段,不产生分相结构,在提高韧性的同时基本不降低耐热性。
 
  在橡胶增韧塑料的共混体系中,橡胶颗粒的作用主要有两个方面:一方面,作为应力集中的中心,诱发基体产生大量的银纹和剪切带;另一方面,控制银纹的发展使银纹及时终止而不致发展成破坏性的裂纹。
 

 
  热塑性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中,形成半互穿网络型聚合物,致使环氧树脂固化物韧性提高。
 
  纳米粒子的增韧机理
 
  纳米粒子尺寸为1~100nm,具有极大的比表面积,表面活性非常大。环氧基团在界面上与纳米粒子形成远大于范德华力的作用,能很好地引发微裂纹,吸收能量。纳米SiO2和纳米黏土既能引发银纹,又能终止裂纹。同时,纳米粒子具有很强的刚性,裂纹在扩展时遇到纳米粒子发生箨向或偏转,吸收能量而达到增韧目的。
 
  增韧案例
 
  EPDM、EPR增韧PP体系
 
  EPDM(乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物)、EPR(乙烯-丙烯二元共聚物)是PP传统最常用弹性体增韧材料,尤其以EPDM为主,两者具有高弹性和良好的耐低温性能,可改善PP的冲击性能和耐低温性能。
 
  以EPDM为例,当PP/EPDM/滑石粉以100/20/10比例配合用于汽车保险杠时,不同生产厂家的性能如下表所示。
 
不同生产厂家PP/EPDM/滑石粉(100/20/10)复合体系的性能
       PP/POE共混体系
 
  PP/POE是近年来开发的弹性体增韧PP体系,其增韧效果最好,嫁给,耐候性好,流动性佳,热稳定性好,加工性能好,也是目前最常用的弹性体增韧PP体系。
 
  POE与PP的相容性非常好,增韧效果尤其是低温增韧效果十分明显,优于EPDM、EPR,其增韧效果为POE>EPDM>EPR,且弯曲模量和拉伸强度下降幅度小,其下降次序为POE<EPDM<EPR。POE在PP中加入量超过15%时,增韧效果迅速提高。如在PP中加入30%POE时,其缺口冲击强度从纯PP的76.4J/m增加到626J/m。
 
  刚韧平衡,PP增韧必须经历的那道坎
 
  强度降低,这是所有PP增韧改进的同行必须面对的一个难题,如何做到增韧的同时又不降低强度甚至对强度有所提高(刚韧平衡),性价比更高地满足客户的需求?
 
  无机刚性粒子增韧PP
 
  利用橡胶或弹性体虽可显著地增加PP的韧性,但同时却降低了共混物的模量、强度和热变形温度,国外从80年代起出出了以刚性粒子代替弹性体或橡胶增韧聚合物的研究,国内李东明等率先提出了用CaC03、滑石粉、高岭土、云母、硅灰石、BaSO4等。
 
  近年来,随着对无机刚性粒子表面处理技术的提高,无机刚性粒子在PP中的分散能力增大,无机粒子对PP不仅有增强作用还产生了神奇的增韧效果。填充量也由过去的40%上限增加到60%~70%。无机刚性粒子增强增韧PP技术研究院成功克服了PP改性不能同时增强又增韧的传统思想,为PP塑料的工程开辟了又一新的途径。
 
  有机/无机纳米材料增韧
 
  纳米材料是20世纪80年代刚刚发展起来的新材料,也是21世纪最有前途的新材料,受到了人们的广泛关注,无机纳米粒子由于表面缺陷少、非配对原子多、比表面积大,通过粒子效应可以改善PP的结晶行为、结晶结构以及界面区域聚丙烯的力学行为,从而达到即增强又增韧的目的。
 
  我们有注意到,刚性的补偿也是弹性体增韧时可采用的方法:为了弥补刚性的损失,需在配方中加入刚性填料如碳酸钙、滑石粉及云母粉等;还可在弹性体增韧体系中加入AS、PMMA、等刚性有机树脂。

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