武漢現(xiàn)代聚丙烯與乙丙橡膠的共混

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為改善PP的沖擊性能、低溫脆性，可在其中摻入一定量的乙丙共聚物(EPR)，即制取PP/EPR共混物。但此種共混物的耐熱性及耐老化性能有所下降。另一種常用作PP改性的是含有二烯經(jīng)成分的乙烯-內(nèi)烯二烯經(jīng)三元共聚物(EPDM)，PP/EPDM的耐老化性能超過PP/EPR共混物。等規(guī)PP和EPR以及EPDM一般是不相容的，因此它們的共混物具有多相的形態(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混物的形態(tài)。當(dāng)PP與EPR以及EPDM具有相近的熔融黏度時(shí)，所制得的共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)較均勻；當(dāng)各組分熔融黏度不同，若EPR黏度低于PP，則EPR可以被很好地分散。相反，若EPR黏度高于PP，則EPR的相疇粗大，且基本呈球形，共混物性能不好。在PP/EPR共混質(zhì)量比例為60t40～40+60時(shí)會(huì)出現(xiàn)相轉(zhuǎn)變，此時(shí)兩組分均為連續(xù)相。塑料板材生產(chǎn)線m.hxinte.com

EPDM是較早用于增韌PP的橡膠，對(duì)提高PP的韌性具有較好的效果。茂金屬催化聚合所得的三元乙丙橡膠(mEPDM)和傳統(tǒng)Ziegler-Natta催化劑聚合所得的三元乙丙橡膠對(duì)PP具有不同的增韌效果。與EPDM共混物相比，PP/mEPDM共混物的脆韌轉(zhuǎn)變區(qū)間遠(yuǎn)小于PP/EPDM共混物，其增韌劑的臨界質(zhì)量分?jǐn)?shù)小，扯斷伸長(zhǎng)率高。隨增韌劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，PP/mEPDM和PP/EPDM共混物的拉伸強(qiáng)度、彈性模量和維卡軟化點(diǎn)均單調(diào)下降，但后者的下降幅度更大。電鏡分析和結(jié)晶行為研究表明，PP/mEPDM的相容性優(yōu)于PP/EPDM。

EPDM是傳統(tǒng)的橡膠，而PP是傳統(tǒng)的塑料，這兩者通過共混和動(dòng)態(tài)硫化，則可制備出性能優(yōu)異的熱塑性彈性體(TPE，TPV)，這是橡塑并用的典型例子。動(dòng)態(tài)硫化是制備TPE的一種新方法，由于這種方法制得的TPE具有良好的性能，甚至在某些性能上優(yōu)于嵌段共聚型TPE，并不需要合成新聚合物，而只需將現(xiàn)有聚合物進(jìn)行共混，因此節(jié)約了開發(fā)新聚合物品種時(shí)的巨額資金投入。制備動(dòng)態(tài)硫化TPV的關(guān)鍵技術(shù)在于共混體系相疇大小、形態(tài)結(jié)構(gòu)和橡膠相粒徑的控制方法和手段。EPDM/PP中EPDM的交聯(lián)程度是影響相形態(tài)的一個(gè)重要因素。只有當(dāng)共混體系中EPDM有適宜的交聯(lián)程度，EPDM易被剪切成微米級(jí)顆粒時(shí)才能制得性能較佳、具有傳統(tǒng)橡膠特征的EPDM/PP TPV。動(dòng)態(tài)硫化法制備 PP/EPDMTPV的影響因素有以下幾個(gè)方面：

1 樹脂組分特征的影響 在橡膠表面能相近的條件下，選擇熔體流動(dòng)速率(MFR)小，即相對(duì)分子質(zhì)量大且結(jié)晶度高的PP樹脂作為基體組分，制備的TPV由于基體本身的拉伸強(qiáng)度高、斷裂伸長(zhǎng)率大、橡膠分散相粒徑小，因而TPV的綜合性能好。隨著PP的MFR增大，TPV的耐溶脹性、耐壓縮性下降。

②橡膠相組分特征的影響橡膠相EPDM的交聯(lián)速率增加，則交聯(lián)效應(yīng)增大，共混中候膠相平均粒徑減小，交聯(lián)傍度增大，TPV的耐壓縮性，耐溶脹性將會(huì)提高，且體系微更相態(tài)較均勻；具有較好的加工形態(tài)穩(wěn)定性，但EPDM的交聯(lián)迷率過高，橡膠相在反應(yīng)擠出后期易發(fā)生硫化返原，使交聯(lián)傍度威小，導(dǎo)賣新品的力學(xué)性能不佳。所以應(yīng)選擇交聯(lián)速率適宜的橡我相。由于橡膠相粒徑小，交聯(lián)需漫高，因而其拉伸強(qiáng)度大，斷裂伸長(zhǎng)率、永久變形低，制品性能好。

③ 隨橡塑比減小，即P含量增加，EPDM/PP 體系中EPDM交聯(lián)度下降，這是因?yàn)橐环矫?/span>P印對(duì)旋確及的和有稀釋作用，另一方面在高溫過程中極少量硫磷揮橡塑比的影響發(fā)相失，這兩種效應(yīng)隨 PP含量的增大安得較為是著，因此要使 EPDM/PP中的EPDM具有適宜的交聯(lián)程度，應(yīng)使硫碳及助有的用提粉石增加以彌補(bǔ)上述兩種效應(yīng)，隨著EPDM含最增加，共混物的硬度、拉伸強(qiáng)度、的的強(qiáng)腰，撕裝強(qiáng)度、300%定伸應(yīng)力、水久變形、耐溶脹性、加工流動(dòng)性減小，彈性、副樂種、孰度，沖擊強(qiáng)度增大，而批斷伸長(zhǎng)率隨EPDM橡膠合量的增加而降低，當(dāng)共混物中PPDM含量超過一定值時(shí)，拉伸強(qiáng)度又逐漸下降。EPDM含量為30%～40%的共混物沖擊強(qiáng)度最佳。塑料板材生產(chǎn)線m.hxinte.com

④硫化體系的影響 EPDM/PP TPV一般可用酚醛樹脂、硫磺、過氧化物等三種硫化體系硫化。對(duì)這三種不同硫化體系制備的EPDM/PP共混型TPV性能研究表明，三種硫化體系的TPV形態(tài)結(jié)構(gòu)各異，物理性能、流變性及加工性能相差較大。酚醛樹脂硫化體系的TPV中EPDM交聯(lián)度較高，具有較好的力學(xué)性能和加工流變性；硫磺體系制備的TPV具有較高強(qiáng)度和較好彈性，但加工性能一般；過氧化物硫化體系制備的TPV力學(xué)性能和加工性能均較差，但耐熱性好，在高溫下具有優(yōu)異的耐蠕變性。另外，可采用過氧化物和硫橫混合硫化體系對(duì)EPDM/PP共混進(jìn)行動(dòng)態(tài)交聯(lián)，其中過氧化物起交聯(lián)橡膠和降解PP的雙重作用；少量的硫礦即可很好地控制PP降解反應(yīng)的發(fā)生，有助于抑制PP的降解程度。