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聚丙烯PP增强改性的配方及制备工艺

返回列表 来源: 发布日期: 2021.07.02


聚丙烯(PP)是通用热塑性塑料的主要品种之一,具有良好的综合性能,在汽车用塑料中的比例高达30%以上,但其在应用中存在强度低、尺寸稳定性差等缺陷,因而需要对PP进行增强改性。通过增强改性,可以扩大PP的应用范围,并能使PP的某些性能达到工程塑料的应用要求。


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晶须和滑石粉复合增强PP

 

晶须一般为单晶结构,尺寸很小,其微观结构呈针状或纤维状,长径比较大,作为填充材料与PP共混改性时,可改变PP结晶行为,有明显的增强、增刚作用。而滑石粉是PP材料最通用的一种填料,滑石粉的加入可起到增强材料和降低生产成本的作用。

 

北京航天试验技术研究所等利用碱式硫酸镁晶须和滑石粉复合增强PP,制备了同时具有高尺寸稳定性和高力学性能的PP复合材料。

 

配方:

PP基体 64%;高抗冲共聚PP 10%;乙烯– 辛烯共聚物(POE) 5%;碱式硫酸镁晶须 15%;滑石粉 5%;抗氧剂1010 0.1%;抗氧剂168 0.2%;乙撑双硬脂酰胺(EBS) 0.5%;硬脂酸钙 0.2%。

注:以上均为质量分数。

 

制备

除晶须外,其余原料均在高速混合机中混合搅拌5min,之后在挤出机主喂料口加入,为保证晶须长径比,从挤出机侧喂料口加入进行造粒,挤出机从主喂料口到机头的温度为180~210℃。

 

性能

在该配方下制备的PP复合材料的熔体流动速率为29.4g/10min;密度为1.01g/cm3;拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量分别为23.7、31.4、2576MPa,其中模量较只加20%滑石粉的复合材料提高了34.5%;缺口冲击强度为28.5kJ/m2,较只加20%滑石粉的复合材料提高了22.3%;洛氏硬度为68。

 

在该配方下制备的PP复合材料线膨胀系数相比纯PP下降了63.1%,成型收缩率为0.48%,接近或低于部分工程塑料( 如聚酰胺6收缩率为0.6%~0.8%,聚碳酸酯收缩率为0.5%~0.7%),可显著改善注塑制件翘曲、脱模困难或装配困难等问题。



长玻纤增强PP

 

长纤维的保留长度大,使PP具有更好的刚性和耐蠕变性,且压缩强度、弯曲强度更高、冲击性能更好、使用温度更高。

 

湖北汽车工业学院等采用60mm长度的玻纤,通过开炼– 模压成型工艺制备了长玻纤增强PP复合材料。

 

配方

β 成核剂 0.2%;长玻纤(长度60mm,经浓度1%~2%偶联剂KH550 稀水溶液改性) 20%;马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH) 10%。

注:以上均为质量分数。

 

制备

采用开炼– 模压成型工艺。

 

(1)以开炼方式提高树脂与纤维之间的混合和浸润程度,降低纤维取向影响。

在155±5℃下,加入PP及各种助剂使其通过辊缝熔融,然后将辊距调至10mm,加入LGF 进行混炼,时间为15min,下片,得到预浸料。

 

(2)以模压方式增强材料的致密性,提高力学性能。

将冷却后的薄片预浸料多层叠放,然后将其放置到模压机中进行模压成型,温度为180±5℃,压强为4MPa,预热时间为15min,保压时间为7min,模压结束后在冷压机上进行保压冷却。

 

性能

制备的长玻纤增强PP的拉伸强度接近100MPa,弯曲强度达到90MPa,冲击强度达到70kJ/m2左右。


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