聚丙烯塑料的改性進展

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1、聚丙烯塑料的改性進展何小龍關(guān)鍵詞：聚丙烯改性能方法摘要：分析各種改性方法特征、原理、應(yīng)用和發(fā)展方向聚丙烯塑料的改性即是以聚丙烯塑料為基體，添加必要的有機物或無機物成份，形成高分子混合物。根據(jù)混合體系差異可作如下分類：高分子混合物:高分子－增塑物體系高分子高分子－填充物體系高分子－高分子體系：共混物（高分子合金）無規(guī)則聚物技枝共聚物嵌段共聚物目前我國聚丙烯樹脂的年總產(chǎn)量已超過200萬噸，作為第三大通用塑料，聚丙烯具有原料來源豐富、價格較低、質(zhì)輕、易于加工成型和使用溫度較高（在前130℃溫度下煮沸消毒）等，有良好的剛性、抗撓曲性和電絕緣性等等，但它有低溫脆

2、性（tg=5℃）、低溫沖擊性差、易燃易老化、成型收縮率大等缺點。由于聚丙烯分子結(jié)構(gòu)上的非極性，表面能低，因而與添加劑等相容性差，不易染色；同時聚丙烯屬較高結(jié)晶性物質(zhì)，球晶晶粒較粗，非經(jīng)重結(jié)晶則透明性能較差。要進行適當(dāng)改性，以擴大其應(yīng)用范圍，開拓市場，是當(dāng)今聚丙烯塑料的主要發(fā)展方向，改性是勢中必行。一、聚丙烯塑料改性歷史發(fā)展和現(xiàn)狀：聚丙烯綜合改性研究始于六十年代，其間發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個階段：1965--1973年：PP/填充劑；1970--1973年：PP/共混技術(shù)；1972--1973年：PP/EPDM（乙丙三元橡膠）部分硫化熱塑性彈性體技術(shù)；19

3、73--1976年：PP/EPDM合金技術(shù)；1973--1986年：PP/EPDM動態(tài)全硫化熱塑性彈性體技術(shù)；1973--1988年：Catalloy(美國Himont)反應(yīng)器共混技術(shù)；1973--1991年：反應(yīng)器合金技術(shù)；?目前，除仍有一部分繼續(xù)發(fā)展填充混合技術(shù)外，最新的改性研究主要集中于以下方面：1、反應(yīng)擠出共混技術(shù)（REX）使非極性的聚丙烯分子獲得極性。常見的是用馬來酸酐（MAH）和丙烯酸（AA）及其酯類來接技PP。2、各種改性技術(shù)的復(fù)合化單純共混技術(shù)、接枝技術(shù)、相容劑技術(shù)、多層乳化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)互穿技術(shù)、動態(tài)硫化技術(shù)等多種技術(shù)的復(fù)合，如PP/GF

4、/Rubber體系則是同時加入彈性體和交聯(lián)劑，實現(xiàn)剛性和韌性最佳匹配。3、反應(yīng)器區(qū)混技術(shù)和反應(yīng)器合金技術(shù)這將是仿后塑料改性工藝的又一個主要發(fā)展方向。該技術(shù)是將改性直接引入反應(yīng)器中進行，使改性和聚合在同一場所進行。據(jù)不完全統(tǒng)計，該類產(chǎn)品全世界總產(chǎn)量達100萬噸（包括聚丙烯等其它通用塑料在內(nèi)），且每年約15%的速度增長。目前歐洲此類材料應(yīng)用于汽車是平均每輛25公斤之多，且每年增加15%，在我國目前主要應(yīng)用于電器等高技術(shù)含量工業(yè)，市場前景極為廣闊。4、界面相容劑技術(shù)這是塑料合金開發(fā)研究的一個核心。其特點是努力減小各組份之間的溶解度參數(shù)之差，增加混合體系的互溶

5、性，以獲得良好穩(wěn)定性的共混體系。二、聚丙烯塑料的改性方向通常塑料改性方向歸納起來有以下三個方面：1、針對原有的某種較好性能改進并提高：如剛性和撓曲性等，但應(yīng)注意改性的結(jié)果往往是一種性能的提高會導(dǎo)致另一種性能的下降，所以力求獲得綜合性能均衡。2、針對原有的某種較差性能加以克服、改性和提高：如冷脆性、不易著色性和易氧化性等。目前此方面亦是重點內(nèi)容。3、賦予原本不具有的某種特種性能：如玻璃纖維增強聚丙烯材料抗張強度可達89。2Mpa以上，其熱變形溫度可達120~154℃。目前此法主要用于替代工程塑料和一部分金屬材料以及特種材料用途。聚丙烯塑料改性方法不外乎分

6、為化學(xué)和物理兩種方法。化學(xué)方法有共聚、交聯(lián)和接枝、表面處理和發(fā)泡等等，它可獲得高質(zhì)量的聚丙烯改性產(chǎn)品，但工藝相對復(fù)雜，有些還需要增加整套設(shè)備，投資大，易受條件限制，只適于大規(guī)模生產(chǎn)。物理改性方法包括復(fù)合、共混、填充、增強、增韌、層壓、拉伸和輻射交聯(lián)等等，此法所需設(shè)備和技術(shù)簡單易行，投資少，適合于中小型塑料后加工廠，因而發(fā)展較快，特別是某些簡單的共法紀效果可達到工程塑料級水平，前景看好。三、聚丙烯塑料改性技術(shù)與應(yīng)用1、化學(xué)改性（1）、共聚改性共聚是指在聚丙烯分子鏈中嵌入不同結(jié)構(gòu)的分子鏈段，以改變聚丙烯分子鏈的對稱性或規(guī)整性，使其一級微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，因而使

7、其二級微結(jié)構(gòu)和高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)相應(yīng)發(fā)生改變，從而影響其結(jié)晶度，使其某些性能發(fā)生變化，如提高聚丙烯的韌性與抗沖性等等。通常用作共聚丙烯的單體是a--烯烴類，如乙烯、1--丁烯、1，5--己二烯等。目前最常用的是乙烯，已實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。研究表明當(dāng)采用Ziegler-Natta催化劑工藝生產(chǎn)乙丙嵌段共聚物時，由于共聚合采取多段方式實施，反應(yīng)開始后其增長鏈很可能發(fā)生鏈終止和轉(zhuǎn)移，產(chǎn)物應(yīng)是部分嵌段的，即形成PP+EPR三相混合物結(jié)構(gòu)，研究人員通過對其形態(tài)進行分析，認為PP是連續(xù)相，EPR則包覆PE分散相而形成三層結(jié)構(gòu)，另有研究者認為應(yīng)用物理共混工藝也可達到此狀態(tài)。

8、該體系中乙烯含量在2~5%wt范圍內(nèi)可獲得優(yōu)良的高抗沖性塑料，而超過此范圍時則逐漸過渡至乙丙橡