第27卷第4期膠體與聚合物VoL 27 No 42009年12月Chinese Journal of Colloid polymerDec.2009聚丙烯/聚烯烴彈性體共混物的制備與性能研究周火鵬楊莉閆禮成周勤朱傳龍邱亮湖北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院湖北武漢430062)摘要通過熔融共混法制備了一系列聚丙烯(P)聚烯烴彈性體(POE)共混物,采用熱重分析、示差掃描量熱分析和拉伸測試對所得樣品進(jìn)行了熱性能及力學(xué)性能的表征。結(jié)果表明,隨著POE含量的增加,PP的抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長率均呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢。而當(dāng)POE的含量低于5%時,樣品的熔融溫度明顯低于純PP的熔融溫度;而當(dāng)其含量超過5%時,樣品的熔融溫度與純樣基本一致。另外,POE的引亼導(dǎo)致PP的熱降解溫降低關(guān)鍵詞聚丙烯;聚烯烴彈性體;熔融共混PP是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。示掃描量熱儀,美國TA公司;U3B1-500KB萬有等規(guī)物、無規(guī)物和間規(guī)物三種構(gòu)型,工業(yè)產(chǎn)品能材料試驗機(jī);臺灣弘達(dá)儀器。以等規(guī)物為主要成分。聚丙烯也包括丙烯與少量1.2 PP/POE共混樣品的制備乙烯的共聚物在內(nèi)。通常為半透明無色固體,無稱取一定量的PP和POE,分別按照100%和臭無毒。由于結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶化,故熔點高0,95%和5%,9%和10%,85%和15%混合均勻,達(dá)167℃,耐熱,制品可用于蒸汽消毒是其突出優(yōu)具體比例見表1。點。密度0.90g/cm3,是最輕的通用塑料。耐腐蝕表1PP/POE的質(zhì)量配比抗張強(qiáng)度30MPa,在強(qiáng)度、剛性和透明性上,都比樣品編號POE聚乙烯好改性。缺點是耐低溫沖擊性差,較易老化,但可分別通過改性和添加抗氧劑予以克服10POE是一種飽和乙烯-辛烯共聚物。它的特點是共聚物序列分布均勻,分子量分布很窄,結(jié)晶度較混合均勻后加入雙螺杄式擠出機(jī)料斗,加熱低,與聚烯烴相容性好;玻璃化溫度非常低,最低擠出后,經(jīng)過水槽冷卻后牽引至SQ型塑料切粒者接近40℃,斷裂伸長率很大,適合作PP的增韌機(jī)切成顆粒,切粒機(jī)轉(zhuǎn)速一般設(shè)定在400R/min改性劑,改善PP的低溫沖擊韌性;沒有不飽和雙這個速度要和螺桿的轉(zhuǎn)速相匹配,速度過快使拉鍵,具有更高的熱穩(wěn)定性、耐候性;辛烯的柔軟鏈出的絲過細(xì),從而使得擠出料不容易切斷甚至斷卷曲結(jié)構(gòu)和結(jié)晶的乙烯鏈作為物理交聯(lián)點,使它條;速度過慢,使擠出料條過粗而不易冷卻造粒具有優(yōu)異的韌性和良好的加工性;較強(qiáng)的剪切敏亦可能影響實驗過程的連續(xù)性感性和熔體強(qiáng)度,可實現(xiàn)髙擠岀,提高產(chǎn)量。本文其中擠出機(jī)機(jī)頭部分溫度稍低約為200℃,通過在PP中加入POE來增加PP的韌性4。其余各部分溫度依次為210℃,215℃,215℃,1實驗200℃。熔融接枝母粒的制備中,溫度過高容易導(dǎo)致PP的大量降解等問題,因此此時加工溫度要11實驗原料與儀器比較低,依次設(shè)定為:180℃,185℃,185℃,190℃,聚丙烯(PP),中國石油化工股份有限公司;乙180℃。并且螺桿的轉(zhuǎn)速略大,使其停留時間較烯/辛烯共聚物(POE),韓國LG公司。小。擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定在90~100r/min,電流DFOB型分析天平,浙江省樂清市樂成電強(qiáng)度設(shè)定在13mA,給料螺桿速度為45R/min。經(jīng)器廠;6405y900雙螺桿擠出機(jī),南京杰恩特;25過切粒機(jī)切粒后的樣品放入烘箱內(nèi)烘干,以除去型液壓平板硫化機(jī),上?；C(jī)械四廠:CP25型造粒過程中帶r中國煤化工子用平板沖片機(jī),上海化工機(jī)械四廠;SDTQ900型熱重分析儀,美國 Thermal Analysis公司;DSCQ100差收稿日期:200YHCNMHG第4期周火鵬等:聚丙烯/聚烯烴彈性體共混物的制備與性能研究硫化機(jī)壓成板,再用壓樣機(jī)在樣板上壓出樣條來POE含量的增加,PP的韌性是不斷地降低的。做拉伸試驗1.3表征與測試1.3.1拉伸強(qiáng)度的測試?yán)肬3B1-500K-B萬能材料試驗機(jī)測定 PP/POE各種比例的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。其中,樣條規(guī)格為長度x寬度=3cm×lcm,測試條件:拉伸速率為50mm/min,室溫環(huán)境,相對濕度為60%~80%。1.3.2差熱掃描量熱法(DSC)采用DSCQ100測定 PP/POE各種比例的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T)。POE Centent/%0樣品在氧化鋁坩堝中以10℃/min升溫至300℃,圖2 PP/POE共混物的斷裂伸長率來回掃描兩遍,整個過程在N2保護(hù)中進(jìn)行。133熱重分析儀測試采用SDTQ600型熱重22PP/POE的熔點分析儀和 Nicolet-380型智能傅立葉變換紅外譜儀的聯(lián)用,測定 PP/POE各種比例的熱穩(wěn)定性。在作測試前,先用剪刀把樣品剪碎,取20毫克放入陶瓷坩堝后再測試。樣品在陶瓷坩堝中以10℃/min的速率升溫至600℃,整個過程在N2保護(hù)中進(jìn)行。2結(jié)果與討論21 PP/POF的抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長率168°c圖3樣品的熔點圖3是不同配比的 PP/POE共混物經(jīng)過DSC儀器所測的熔點圖。從圖3可見,兩者共混后只有一個熔融溫度,說明兩者相互混合的十分均勻,POE與PP具有很好的相容性。但是,隨著POE在PP中的比例的增加,樣品的熔融溫度會不斷的下降,這主要是由于共混體系在較高的溫POE Centent/%o度(高于POE的熔融溫度)結(jié)晶時,POE的熱運圖1PP/POE共混物的抗拉強(qiáng)度動會影響PP進(jìn)入結(jié)晶區(qū),破壞了聚丙烯的結(jié)晶,圖1是不同配比的 PP/POE共混物的抗拉強(qiáng)所以混合物的熔融溫度才會下降。跟純P的熔度圖。從圖1可知,當(dāng)在P中加人POE后P的點(T=167℃)相比,只有在POE含量為5%時,抗拉強(qiáng)度先是增加然后隨著POE含量的增加呈它的熔點下降了很多。但是,總的來說,隨著POE降低的趨勢,這主要是由于POE的加入破壞了的含量的增加,基本上沒有改變PP的熔點,這與PP的高結(jié)晶性,導(dǎo)致了抗拉強(qiáng)度的下降。當(dāng)POE兩者具有很好的相容性相吻合的含量為5%時,其抗拉強(qiáng)度達(dá)到最大值。說明23 PP/POE的熱重分析POE確實能增強(qiáng)PP的抗拉強(qiáng)度,但是這種增強(qiáng)圖4是不同配比的共混物的隨著溫度變化,并不是無限的,有一個范圍,從本實驗可得,POE質(zhì)量發(fā)生變化的熱失重降解圖。從圖4中可見,的含量在5%左右會明顯增加PP的抗拉強(qiáng)度。所有的樣品均只有一個明顯的熱降解過程,并且圖2是不同配比的PPOE共混物的斷裂伸熱降解溫度范長率圖。從圖2可知隨著POE含量的升高,PP知,純PP的的斷裂伸長率是不斷下降的,也就是說,隨著量的增加,樣YHs中國煤化工中還可以CNMHGPOE含度間陣低,說明膠體與聚合物POE不能增加PP的熱穩(wěn)定性,反而會降低P的參考文獻(xiàn)熱穩(wěn)定性,并且隨著POE含量的增加,這種降低1張玲胡雄偉盛旭敏等新型熱塑性彈性體增韌聚丙烯的的趨勢會很明顯。研究,塑料,2001,30(1):532 Xian g. hua b. j. etal. flame retardant and mechanicalproperties of natural fibre-PP composites contain MaterSci.1994.13PPPOE(85%15%)PPPOE(9065%63 Rosch J and Mulhaupt R.J. Development of bamboo-basedpolymer composites and their mechanical properties. ApplPolym. Sci,1995,56(l2):1604 Sathe S.N. and Devi SJ, short jute fiber reinforcedpolypropylene composites: effect ofeompatibiliser, impactedifier and fiber loading Appi. Polym. Sci, 1996, 61(1): 175 Anon succinyl fluorescein grafted atactic polypropylene asTemperatures/℃an interface modifierin polypropylene/tale composites圖4樣品的TG曲線圖athermal study under dy3結(jié)論Technology, 1999, 45(8): 1綜合對抗拉強(qiáng)度,熔點,熱降解溫度的研究6Amon. New PP/Amorphous In-Reactor Alloys.asts結(jié)果的分析討論,可以得出如下結(jié)論;POE的引人導(dǎo)致PP的抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長率均呈現(xiàn)先增加肖慧明,王建明.POE增韌PP的方法,高分子材料學(xué)報,2004,19(3):463后減小的趨勢:當(dāng)POE的含量低于5%時,樣品的8羅方承陳啟元李新海POE對P的改性高分子材料熔融溫度明顯低于純PP的熔融溫度。隨著POE20076(2:12在樣品中含量的增加,PP的熔融溫度在純樣的熔融溫度附近波動;POE的加入明顯降低了PP的熱降解溫度。Preparation and performance of polypropylene/polyolefin elastomer blendsZhou Huopeng Yang Li Yan Licheng Zhou Qin Zhu Chuanlong Qiu LiangFaculty and Materials Science Hubei University Wuhan 430062Abstract In this paper, a series of Polypropylene/ Polyolefin elastomer blends were prepared bymelt-blending method. The thermal and mechanical properties were characterized by differential scanningcalorimeter (DSC), thermal gravimetric analysis (TGA)and mechanical test. The results showed that thetensile strength and elongation at break increased firstly and then decreased with the poe content increasedWhen the poe content was 5%0, the melt point of the sample was lower than the pure PP. but the melt pointof the samples were consistent with the pure PP as the poe content exceeded 5%0. Furthermore, the thermaldegradation temperature of PP decreased due to the introduction of POeKey words Polypropylene; Polyolefin elastomer; Melt-blending中國煤化工CNMHG