聚丙烯是目前用量最大的通用塑料之一,但較高的結晶度也給PP造成低溫韌性差、成型收縮率大和缺口敏感性大等缺點,在一定程度上限制了其更廣泛的應用。共混改性是PP增韌的最有效途徑。它是利用組份之間的相容性或反應共混的原理,將兩種或兩種以上的聚合物與助劑在一定溫度下進行機械共混,最終形成一種宏觀上均勻,微觀上相分離的新材料。通過對PP的共混故性,可以使其綜合性能大大提高,從而和工程塑料及聚合物合金在眾多應用領域里競爭。
PP共混改性使用的主要共混物物及改性效果如下表:
接下來就是干貨滿滿的具體改性配方和工藝啦!
1、PP/LDPE共混改性
配方
樹脂PP 100; 相容劑PE-g-MAH 5;LDPE 20; 潤滑劑HSt 0.3;
加工工藝
將PP與PE、相容劑及助劑按配方比例混合、攪拌、擠出造粒,制成改性材料。擠出機料筒溫度為:一段210℃,二段215℃,三段210℃;螺桿長徑比為25:1;螺桿轉速為120~160 r/min。
性能
PP與PE共混,可改善PP的韌性,增大低溫下落球沖擊強度。按配方比例的共混材料的屈服應力13.6MPa;屈服應變率為12.3%,斷裂應力為4.78MPa;斷裂應變率為114.6%。
2、PP/HDPE共混改性
配方
樹脂PP 57.35;抗氧劑1076 0.2;HDPE 40;PEPQ 0.2;交聯劑叔丁基過氧基異丙苯0.15;加工助劑硬脂酸鎂 0.1;填充劑硅灰石 2;
加工工藝
在常溫常壓下,將各組分按配方比例在高速混合機中混合10min,然后采用雙螺桿擠出機進行熔融共混,擠出造粒。擠出溫度150-220℃,螺桿轉速為300 r/min,經切粒、干燥工序制得PP/HDPE共混改性材料。
性能
拉伸強度34.8MPa,懸臂梁沖擊強度49.3J/m。該材料表面消光效果良好,可用于包裝、日用品和建筑材料等領域。
3、PP/LLDPE共混改性
配方
樹脂PP(EPF30R) 60-70; 鈦酸酯偶聯劑(ND2-311)適量;LLDPE 15-20; 抗氧劑增韌劑POE(8150)5~10; 光穩定劑 適量;填充劑 滑石粉(平均粒徑12μm) 10~15;
加工工藝
等高速混合機預熱至110℃,加入一定量的無機填料,低速攪拌15min后,分三次加入填料質量分數為2%的偶聯劑,每次加入偶聯劑后,高速攪拌5min,然后放出填料備用。按配方比例準確稱取PP、PE、POE、填料和其他助劑,混合后加入雙螺桿擠出機料斗中,擠出造粒。
擠出溫度190-220℃,主螺桿轉速200r/min,喂料螺桿轉速20r/min。粒料干燥后注塑成所需制品,注射溫度190-210℃,注塑和保壓壓力Mpa,預塑壓力6MPa。
性能
采用PP與LLDPE共混,可提高PP的韌性和耐環境應力開裂性,同時添加POE進行增韌,使共混料的韌性大幅度提高;用滑石粉進行增剛,保證材料有足夠的剛性。其拉伸強度≥26MPa,斷裂伸長率≥400%,彎曲彈性模量≥1.6GPa,熱變形溫度≥110℃,成型收縮率1.15%。本產品主要用作輕型汽車門內襯板材料。
4、超韌PP/POE共混改性
配方
樹脂PP(K7726)329;PP(K8303)120;PP(2401)90;增韌劑 POE(8150)256;抗氧劑1010 1.2;抗氧劑DLTP 2.4;潤滑劑ZnSt 2.4;著色劑 炭黑 0.5;
加工工藝
首先將各組分按配方比例稱重,放入高速混合機中低速攪拌1min,然后高速攪拌1min,出料,放入雙螺桿擠出機中,混合擠出造粒。雙螺桿擠出造粒采用中等偏強剪切的螺桿組合,各段溫度為:第一段180℃,第二段195℃,第三段210℃,第四段220℃,第五段235℃,機頭230℃,螺桿轉速350r/min
性能
拉伸強度17MPa;斷裂伸長率500%;彎曲強度18MPa;彎曲彈性模量700MPa;懸臂梁缺口沖擊強度(常溫)750J/m,(-40℃)320J/m;熱變形溫度(1.82MPa)102℃。
5、PP/HDPE/POE共混改性
配方
共聚型PP(M1600)30;填充劑CaCO3(400目)20;均聚型PP( V30G)15;鈦酸酯偶聯劑 0.2;HDPE ( 8920 )20;20 分散劑液體石蠟 0.1;增韌劑 POE 15;
加工工藝
先將CaCO3在110℃下干燥4h,按配方比例加入高速混煉機中混合1min,然后加入鈦酸酯偶聯劑和分散劑低速混合3min,進行表面活化處理。活化處理的目的在于增加無機填料與樹脂之間的混溶性。然后將PP、HDPE、POE及經表面活化處理的CaCO3混合攪拌均勻,混合攪拌溫度為100~105℃,時間為5min。最后用φ58雙螺桿擠出機共混擠出造粒。擠出溫度210℃,螺桿轉速140r/min。
性能
拉伸強度為18.5MP,斷裂應變率為61%,缺口沖擊強度32.0kJ/m2。PP的填充改性中滑石粉的增強效果好于CaCO3,但具有更高的塑性及韌性保持率。與EPDM相比,POE的增韌效果更好一些。
6、PP/HDPE/EPDM共混改性
配方
樹脂PP 100;增韌劑EPDM 15%;HDPE 20;潤滑劑HSt 0.4;
加工工藝
按配方比例將PP、HDPE、EPDM及潤滑劑一起加入高速混煉機中,混合攪拌均勻,混合攪拌溫度為100~105℃,時間為5min。然后用擠出機共混擠出造粒。擠出機長徑比為25:1;料筒溫度為一段170~175℃,二段180~190℃,三段200~210℃,四段210~220℃;螺桿轉速60~100 r/min。
性能
拉伸強度27.5 MPa;彎曲強度34.2 MPa;缺口沖擊強度24.8KJ/m2。三元乙丙橡膠( EPDM)與PP具有相近的溶解度參數和表面張力值,可以認為二者具有一定相容性,共混時,起到較好的相容和增韌作用。
7、PP/HDPE/EVA共混改性
配方
樹脂PP(粉料)100;EVA(VA含量18%)15;填充劑 活性CaCO3(800目)30;HDPE(5000s)10;穩定劑BaSt 0.3;潤滑劑 HSt 0.5;
加工工藝
按配方配比將各物料依次加入高速混合機中,高速混合攪拌10min,料溫達90~100℃,使活性CaCO3粉料、HDPE、EVA與PP粉料混合均勻即可出料。
將混合好的物料用φ45擠出機擠出,口模擠出料條經水槽冷卻、空氣冷卻,再經牽引進入切粒機切粒。擠出機料筒為:加料段80-100℃,壓縮段170~180℃,均化段180~190℃,口模溫度190℃;螺桿轉速60~120r/min。
性能
拉伸強度25.5MPa;彎曲強度38.9MPa;斷裂伸長率255%;缺口沖擊強度9.1kJ/m2;熱變形溫度(18.6MPa)59℃ 。EVA改性PP料沖擊性能高、韌性好、光澤度高、成本低,在工程方面有廣闊的應用前景。
8、PP/PS共混改性
配方
樹脂PP 100;PS 10;相容劑SBS 10;潤滑劑HSt 0.4;
加工工藝
將各組分按配方比例稱重,放入高速混合機中混合攪拌均勻,出料,然后在擠出機中熔融共混擠出造粒。擠出溫度170-230℃。
性能
屈服強度29.2 MPa;斷裂伸長率7%;彈性模量1432MPa;沖擊強度27kJ/m2。
PP與PS是不相容體系,而SBS的加入,減小了分散相的尺寸,促使體系分散均勻,從而起到增韌兼相容作用。
9、PP/HIPS共混改性
配方
樹脂PP 51.8;成核劑磷酸鈉 0.1;HIPS 18;二環庚烷二羧酸鈉 0.1;填充劑 滑石粉 30;
加工工藝
將各組分按配方比例稱量,放入高速混合機中混合攪拌均勻,出料,然后在雙螺桿擠出機中熔融共混擠出造粒。擠出溫度190一210℃,螺桿D/L≥32。
性能
該材料制備的汽車制件線性膨脹系數低,并且具有均向性,制件的尺寸穩定,裝配間隙小,滿足汽車在不同溫度環境下使用。
10、PP/PA66共混改性
配方
樹脂PP 100;相容劑PP-g-MAH 10;PA66 20;助劑 0.2;
加工工藝
把PP、PA及助劑在高速混合機中混合攪拌,然后擠出造粒。混合溫度80-100℃,攪拌時間10min;擠出溫度為200-245℃,螺桿轉速60-120r/min
性能
PA66與PP共混,使共混材料在常溫及低溫下缺口沖擊強度有較大提高,在摻入10%PP-g-MAH后,共混物的缺口沖擊強度達到108.9J/m2;拉伸強度38.8MPa;彈性模量1710Mpa;斷裂伸長率37%。
11、PP/PET共混改性
配方
樹脂PP 100;成核劑 0.1;PET 15;相容劑 PP-g-AA 5;
加工工藝
將各組分按配方比例稱量,放入高速混合機中混合攪拌均勻,出料,然后在擠出機中熔融共混擠出造粒。擠出機L/D為25:1;料筒溫度200-230℃,螺桿轉速60-100r/min。
性能
拉伸強度34.2MPa;彎曲強度63.1MPa。PET與PP共混,既可以改善PET的缺點,又可以提高,又可以提高PP的沖擊強度和力學性能。但兩種樹脂極性相差較大,PET是極性聚合物,PP是非極性聚合物,兩者相容性差。加入PP- AA 5,可明顯地改善兩者相間的相容性。
12、PP/PBT共混改性
配方
樹脂PP 100;PBT 20;潤滑劑 EBS 0.5;相容劑 E/EA/GMA 5;
加工工藝
將各組分按配方比例稱量,放入高速混合機中混合攪拌均勻,出料,然后在擠出機中熔融共混擠出造粒。擠出機的L/D≥20:1;料筒溫度190~230℃;螺桿轉速100~160r/min。
性能
拉伸強度37.2MP;彎曲強度76.5MPa;沖擊強度10KJ/m2。PBT是極性聚合物,而PP是非極性高分子,兩者之間不相容,采用 E/EA/GMA 相容劑,提高界面粘接力,起到良好的相容作用。
13、PP/SBS共混改性
配方
樹脂PP 100;增韌劑SBS 20;抗氧劑1520-D 0.4;潤滑劑EBS 0.2;
加工工藝
將各組分按配方比例稱量,放入高速混合機中混合攪拌均勻,出料,然后在擠出機中熔融共混擠出造粒。擠出機的長徑比為25:1:擠出溫度155-215℃;螺桿轉速為100~160r/min。
性能
隨著SBS加入量的增加,共混材料的沖擊強度、斷裂伸長率逐步提高,拉伸強度、彎曲強度、模量和硬度則會下降。
14、PP/SBR共混改性
配方
樹脂 PP 60;交聯劑 BP0 3;增韌劑粉末丁苯橡膠( SBR) 14; 潤滑劑 硬脂酸 0.8;抗氧劑168 0.2;填料納米碳酸鈣 20;β晶成核劑 2
加工工藝
將PP、SBR和填料按配方比例稱量,放入高速混合機中混合攪拌均勻,出料;將成核劑、交聯劑、抗氧劑、潤滑劑按配方比例稱量,混合攪拌均勻;然后將兩種混合料一同加入高速混合機中進行充分混合,混合好的物料加入到雙螺桿擠出機中混煉,經雙螺桿擠出機擠出冷卻,通過切粒機造粒。機筒溫度:一區195℃,二區200℃,三區205℃,四區200℃,五區195℃;螺桿轉速為300 r/min
性能
拉伸強度35.8MPa;斷伸長率12.3%,彎曲強度34.2MPa;缺口沖擊強度15.4KJ/m2。