信息摘要:
聚丙烯(PP)作为常用的塑料材料,因其加工易、价格低、无毒无味、电绝缘性好、耐热性能优、耐化学腐蚀、机械性能好,在生产和生活中得到了广泛的应用。
但PP分子链中的甲基...
聚丙烯(PP)作为常用的塑料材料,因其加工易、价格低、无毒无味、电绝缘性好、耐热性能优、耐化学腐蚀、机械性能好,在生产和生活中得到了广泛的应用。
但PP分子链中的甲基基团增大了PP的分子链刚性、降低了PP的冲击性能。PP作为一种非极性聚合物,与极性树脂和无机填料的相容性较差,具有较差的亲水性、染色性、抗静电性和粘接性。
通过pp改性技术解决了其加工难度大、螺杆和模具磨损小、产品表面不仅清洁等缺点,如实现了改性聚丙烯的高强度和刚度的合成等。经过大规模改性后,采用了高体积高强度塑料,工程塑料、工程塑料、金属、热固性树脂,特别是在碳纳米管等新型晶须中提高pp的综合性能不能与其他颗粒或纤维填料相媲美,增加了极其能量以取得优异的效果,其综合性能和成本比具有显著的优点,大大扩大了聚丙烯的应用范围,取代了不可回收的热固体工程,实现了资源的利用。
PP改性技术主要通过化学改性和物理改性技术提升其综合性能。
1.PP化学改性
通过共聚改性、聚合改性和成核剂的加入,pp聚合物的组成随大分子结构或晶体结构的变化而变化,以提高其力学性能、耐热性、耐老化性等。通过共聚改性、接枝改性和添加成核剂,改变聚丙烯聚合物组分和大分子的结构或晶体构型,改善聚丙烯的力学性能、耐热性能、耐老化性能等性能,从而提高其综合性能,拓展其应用领域。
(1)
共聚改性
聚合后,烯烃单体与其共聚,得到了随机共聚物、嵌段共聚物、嵌段共聚物和交变共聚物,改善了均聚物的力学性能、透明度和加工流动性,茂金属催化剂形成的配合物是一个具有不规则过渡状态的单一活性中心,可控制相对分子质量及其分布、共聚单体含量、主链分布和聚合物晶体结构。
(2)
接枝改性
在丙烯单体合成阶段进行烯烃与其它催化剂的共聚,在单体聚合时,烯烃单体进行共聚,提高了烯烃的力学性能、透明度和流动性,茂金属催化剂形成的配合物为单一活性中心,可控制相对分子量及其分布、单体含量、主链分布和聚合物晶体结构
(3) 交联改性
交联改性主要是通过交联方法将线性或支化聚合物改性成网络结构,交联改性可以改善聚合物的力学性能、耐热性和形态稳定性,缩短成型周期。交联改性聚丙烯的主要方法是化学交联改性、辐射交联改性,主要是在交联机理、不同活性来源方面有所不同;化学交联改性是通过添加交联剂实现聚丙烯改性,交联剂主要是通过强辐射或强光来实现的。由于辐射交联改性的要求,因其力学性能、耐热性和形态稳定性难以达到通用性。
2.PP物理改性
在混合、混炼过程中向PP基体中添加有机或无机助剂等得到性能优异的PP复合材料,主要包括:填充改性、共混改性等。
(1)
填充改性
玻璃纤维作为一种性能优异的无机非金属晶须,具有价格低、绝缘性好、耐热性强、耐腐蚀性好、机械强度高等优点,被广泛应用于聚合物中,以提高聚合物的耐热性、降低成本、增加材料的刚度、降低聚合物的收缩率,但其冲击强度和伸长率会降低。玻璃纤维作为一种性能优良的无机非金属晶须,具有较低的价格、优良的隔热性、耐腐蚀性、较高的机械强度和应用前景。玻璃纤维改性聚合物的性能明显提高,但当玻璃纤维用量约为30%时,材料的力学性能会明显改善。当玻璃纤维添加量约为30%时,聚合物基体与玻璃纤维界面之间的粘结性会降低,复合
(2)
共混改性
聚丙烯可以与聚乙烯、工程塑料、热塑性弹性体或橡胶共混,以改善聚丙烯的性能。在混炼机、开瓶机、挤出机等工艺设备中进行共混改性。该工艺易于控制,生产周期短,成本低,可以改善聚丙烯的颜色、加工工艺、静电阻、抗冲击性等。聚合物共混可以整合各组分的优异性能,弥补各组分性能的不足,总体性能得到明显改善,但改性聚丙烯的低温抗老化性能仍不理想。在共混改性时,剪切力可能导致一些大分子链被切断形成自由基,形成自由基或嵌段共聚物。这些新型共聚物也可以有效地提高聚丙烯的性能。聚丙烯与聚乙烯、工程塑料、热塑性弹性体或橡胶共混,改善聚丙烯的性能。共混改性在内混合器、混合器、挤出机等加工设备中完成,工艺简单易控制,生产周期短,成本低,可以改善聚丙烯的色度、加工、抗静电、抗冲击等性能。聚合物共混可以综合各组分的优异性能,弥补各组分性能的不足,可以显著提高聚丙烯的性能,但聚丙烯与低温的相容性,耐老化性仍不理想。
3.结束语
聚丙稀改性技术性巨大地改进了高分子材料的物理性能,巨大地扩展了聚丙稀的应用领域,提升了商品的性价比高,推动了聚丙稀的产品化过程,扩张了聚丙稀从一般塑胶到橡胶制品的运用范畴。近些年,聚丙稀改性技术性的科学研究发展趋势快速,愈来愈多的新技术应用被运用于聚丙稀改性。聚丙稀的综合型能明显增强,应用领域不断发展,具备宽阔的发展前途。