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      PP/EPDM/滑石粉三元體系的增韌機(jī)理研究

      2020-08-04 11:40:36中共浙江省委黨校浙江杭州市311100王利萍史志輝
      石河子科技 2020年4期
      關(guān)鍵詞:滑石粉缺口聚丙烯

      (中共浙江省委黨校,浙江杭州市,311100) 王利萍 史志輝

      為了改善聚丙烯的沖擊性能、低溫脆性,可在其中摻入一定量的乙烯-丙烯-二烯烴三元共聚物(三元乙丙橡膠或者EPDM),因此它們的共聚物具有多相的形態(tài)結(jié)構(gòu)。在相同的共混工藝條件下,組成比及不同聚合物組分的熔融黏度差決定著此種共聚物的形態(tài)。當(dāng)PP 與EPR 以及EPDM 具有相近的熔融指數(shù)時(shí),所制得的共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)比較均勻。

      1 滑石粉填充改性聚丙烯

      滑石粉對(duì)PP 具有成核劑的作用,改善PP 的結(jié)晶完善性,從而提高力學(xué)性能。用滑石粉填充PP,除了斷裂伸長率稍有下降以外,彎曲強(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度大大提高,降低成型收縮率。滑石粉對(duì)PP的剛性提高和耐熱性提高作用較大,因此需要高剛性、高耐熱性的PP 時(shí)經(jīng)常采用滑石粉填充PP?;厶畛銹P 的尺寸穩(wěn)定性好于碳酸鈣填充PP,因此用途更為廣泛,在汽車、家電等領(lǐng)域得到了大量應(yīng)用。

      2 實(shí)驗(yàn)

      2.1 實(shí)驗(yàn)儀器

      實(shí)驗(yàn)儀器主要有復(fù)合式?jīng)_擊機(jī)、電子天平、拉力機(jī)、游標(biāo)卡尺。(見表1)

      2.2 實(shí)驗(yàn)配方(見表2)

      3 結(jié)果與討論

      3.1 滑石粉及EPDM對(duì)PP缺口沖擊強(qiáng)度的影響

      圖1 滑石粉及EPDM對(duì)PP缺口沖擊強(qiáng)度的影響

      由圖1看出,隨著滑石粉的加入,缺口沖擊強(qiáng)度先升后降,當(dāng)滑石粉填充量在10%~20%時(shí),體系性能最佳。當(dāng)改性滑石粉的含量較低時(shí),在PP 中的分散均勻性較好,隨著基體樹脂中滑石粉含量的增加,在復(fù)合共混體系中能起到應(yīng)力集中點(diǎn)的顆粒隨之增加,體系的強(qiáng)度得到提高;而當(dāng)改性滑石粉含量大于20%時(shí),滑石粉粒子含量的繼續(xù)增加導(dǎo)致其分散均勻性變差,造成界面缺陷增多,材料的韌性逐漸降低。并且,加入EPDM后改性PP的沖擊韌性得到了提高。(數(shù)據(jù)見表3)

      3.2 滑石粉及EPDM對(duì)PP拉伸強(qiáng)度的影響

      圖2 滑石粉及EPDM對(duì)PP拉伸強(qiáng)度的影響

      從圖2 可以看出,滑石粉含量在20%以內(nèi)材料的拉伸強(qiáng)度有少量增加,當(dāng)滑石粉含量在20%以上時(shí),隨含量增加,材料的拉伸強(qiáng)度逐步下降,主要是滑石粉進(jìn)一步的增加,減弱了聚丙烯的分子間引力所致,這與一般無機(jī)填充規(guī)律相符。并且,加入EPDM 后改性PP 的拉伸受到了影響而降低。(數(shù)據(jù)見表4)

      表1 實(shí)驗(yàn)儀器的型號(hào)以及生產(chǎn)廠家

      表2 實(shí)驗(yàn)配方設(shè)計(jì)

      表3 滑石粉及EPDM對(duì)PP缺口沖擊強(qiáng)度的影響

      表4 滑石粉對(duì)PP拉伸強(qiáng)度的影響

      表5 滑石粉對(duì)PP彎曲強(qiáng)度的影響

      3.3 滑石粉及EPDM對(duì)PP彎曲強(qiáng)度的影響

      由圖3 看出,滑石粉的加入對(duì)聚丙烯塑料彎曲模量的影響。從圖中可以看出,隨著滑石粉含量的增加,聚丙烯塑料的彎曲強(qiáng)度得到了提高,然后出現(xiàn)下降的趨勢(shì)。同時(shí)隨著EPDM 用量的增加,改性PP的彎曲強(qiáng)度卻趨于降低。(數(shù)據(jù)見表5)

      圖3 滑石粉對(duì)PP彎曲強(qiáng)度的影響

      4 總結(jié)

      本實(shí)驗(yàn)的目的是通過對(duì)聚丙烯的增韌改性,實(shí)現(xiàn)對(duì)PP性能的局部增強(qiáng)。PP中加入三元乙丙橡膠是提高PP沖擊性能最常見的方法,EPDM與聚丙烯結(jié)構(gòu)相似,相容性良好,但沖擊性能提高的同時(shí),PP 的一些力學(xué)性能(如拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等)也大幅度下降,為此我想到了添加第三組份:無機(jī)填充料滑石粉,而且滑石粉的生產(chǎn)成本較低并且來源廣泛。

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