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1、聚丙烯復(fù)合材料的制備及性能研究摘要：聚丙烯(Polypropylene,PP)作為一種通用高分子材料，已成為繼聚乙烯聚氯乙烯之后的第三大通用塑料，應(yīng)用非常廣泛，但是由于普通聚丙烯還存在很多缺點(diǎn)，所以研制聚丙烯復(fù)合材料十分必要。關(guān)鍵詞：聚丙烯復(fù)合材料;制備;性能中圖分類號(hào):TQ32文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3520(2014)-11-00-01一、引言聚丙烯(Polypropylene,PP)作為一種通用高分子材料，具有強(qiáng)度高、耐熱性好、密度小、易加工和廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，已成為繼聚乙烯、聚氯乙烯之后的第三大通用塑料，成為最具發(fā)展前途
2、的熱塑性高分子材料之一。但普通聚丙烯韌性差、低溫易脆裂，其半結(jié)晶性使其無(wú)法適用于低溫環(huán)境，且其非極性的線性鏈結(jié)構(gòu)和較高的結(jié)晶性降低了與其它高分子材料和無(wú)機(jī)填料的相容性，限制了聚丙烯在許多領(lǐng)域中的進(jìn)一步應(yīng)用。因此，對(duì)聚丙烯進(jìn)行改性，制備高性能、功能化聚丙烯復(fù)合材料，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，便成為了學(xué)術(shù)界和企業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。本文以聚丙烯合金為例介紹其制備方法及性能。二、聚丙烯合金的制備(一)接枝改性法制備聚丙烯合金制備聚丙烯合金，首先要增強(qiáng)其與合金組分的相容性，即在其分子中引入功能性基團(tuán)，對(duì)PP進(jìn)行接枝改性，即在PP主鏈上接枝含功能性基團(tuán)的單體
3、，使其包含功能性基團(tuán)結(jié)構(gòu)，既能增加PP功能性又能提高機(jī)械性能，是一種簡(jiǎn)單可行的方法。向PP鏈中引入含有極性基團(tuán)的單體，如馬來(lái)酸fF(MAH)、丙烯酸酯、丙烯酰胺(AM)、苯乙烯(St)等，可改善其染色性、粘接性及與其他聚合物的相容性差等缺點(diǎn)，提高PP的熱穩(wěn)定性及光化學(xué)穩(wěn)定性，增強(qiáng)PP極性的同時(shí)賦予其反應(yīng)活性。接枝后的PP一般為改性部分和未反應(yīng)原料的混合體，本身就已是塑料合金了;此外，經(jīng)過(guò)接枝改性的PP還可用做高聚物共混的界面相容劑以及高聚物與無(wú)機(jī)填料復(fù)合的相容劑。溶液接枝法是將PP溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲?，通過(guò)自由基、氧化和高能輻射等方法
4、引發(fā)單體接枝共聚。接枝反應(yīng)以自由基引發(fā)居多。通常在220?140°C之間進(jìn)行，選用甲苯、二甲苯、氯苯等作為溶劑，溶劑的極性對(duì)接枝反應(yīng)影響很大。熔融接枝法也稱為反應(yīng)擠出法，是研究最多并已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的一種接枝方法。熔融接枝法是將聚烯坯與接枝單體和各種助劑在擠出機(jī)中熔融進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)生成改性產(chǎn)品的方法。輻射接枝法是用電子加速器產(chǎn)生的電子射線或Co60產(chǎn)生的中子射線照射使PP產(chǎn)生自由基，再與接枝單體反應(yīng)生成接枝共聚物。根據(jù)輻照過(guò)程和接枝過(guò)程的特點(diǎn)，分為4種實(shí)施技術(shù)，共輻射法、過(guò)氧化法、后輻射法和輻射法。懸浮接枝法是將聚丙烯顆粒與單體和引發(fā)
5、劑一起懸浮在水相上反應(yīng)，通常反應(yīng)前在低溫下將PP和單體接觸一定時(shí)間，使其充分接觸、均勻分布，再升溫進(jìn)行接枝反應(yīng)。紫外光輻射接枝法是以二苯甲酮（BP）為光引發(fā)劑，在紫外（UV）光引發(fā)下，加入接枝單體對(duì)PP進(jìn)行接枝改性，具備活性自由基聚合的特點(diǎn)。固相接枝法是將聚丙烯顆粒直接與適量的單體、引發(fā)劑以及助劑混合，加熱引發(fā)接枝反應(yīng)，反應(yīng)溫度一般控制在PP軟化點(diǎn)以下（100?140°C）,由于PP在反應(yīng)溫度下仍然保持顆粒狀，故稱為固相接枝法。超臨界二氧化碳（SCCO2）協(xié)助PP固相接枝法既具有溶液法接枝均勻、接枝率高，反應(yīng)溫度低，PP斷鏈少的長(zhǎng)處
6、，又具有固相法后處理簡(jiǎn)單，不需要使用有機(jī)溶劑的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在一定程度上克服了這兩種方法各自的缺點(diǎn)。利用SCC02將單體和引發(fā)劑溶解同時(shí)將PP溶脹、把接枝單體和引發(fā)劑攜帶到PP粒子內(nèi)部，在PP基體上進(jìn)行插嵌，然后升溫在固相中進(jìn)行接枝反應(yīng)，對(duì)PP改性和修飾。超臨界流體獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，有效改善了相間傳質(zhì)，使接枝均勻。超臨界接枝改性有兩種方法：一種是將單體、引發(fā)劑及PP—起在SCC02中溶脹一段時(shí)間后直接快速升溫反應(yīng)到規(guī)定時(shí)間。另一種不經(jīng)過(guò)溶脹階段而直接升溫后在超臨界狀態(tài)下反應(yīng)。（二）原位共聚法制備聚丙烯合金原位制備聚丙烯合金技術(shù)是在第四
7、代Ziegler?Natta催化劑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，可大幅度調(diào)控聚合物材料的性能，因此被譽(yù)為聚烯怪材料領(lǐng)域的一次革命。原位技術(shù)是以聚烯桂粒子為微型反應(yīng)器，又稱為顆粒反應(yīng)器技術(shù)（RGT）o20世紀(jì)80年代，Himont公司（現(xiàn)Basel!公司）首先提出“顆粒反應(yīng)器”的概念：通過(guò)控制烯桂單體在多孔球形載體催化劑上聚合增長(zhǎng)，得到完全復(fù)制催化劑形態(tài)的聚合物粒子，該粒子具有球形多孔結(jié)構(gòu)，可作為微反應(yīng)器，進(jìn)行多種烯姪單體的共聚，生成聚烯繪合金。丙烯在第一級(jí)反應(yīng)器中進(jìn)行本體聚合，得到均聚聚丙烯，然后轉(zhuǎn)移至下一級(jí)反應(yīng)器，同時(shí)通入乙烯和丙烯或乙烯和
8、a-烯桂進(jìn)行氣相共聚，在均聚聚丙烯顆粒的孔隙內(nèi)部生成共聚物彈性體。通常商品化的抗沖聚丙烯中乙丙無(wú)規(guī)共聚物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在5%?25%,共聚物中乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%?65%O三、聚丙烯合金的性能以下以塑鋼纖維為例，塑鋼纖維是一種新型合
