聚丙烯增韧

王冉

摘 要：聚丙烯具有良好的综合性能，但是聚丙烯缺口冲击强度低、耐候性差、低温易脆断，成型收缩率大，从而大大限制了聚丙烯的应用，因此需提高其综合性能尤其是韧性。本文综述了晶须增韧、无机刚性粒子增韧、无机纳米粒子增韧以及橡胶/弹性体增韧PP的研究方法。

关键词：增韧；聚丙烯

聚丙烯（PP）具有较好的综合性能，如屈服强度、拉伸强度及弹性模量均较高，电绝缘性良好，但聚丙烯成型收缩率大，特别在低温时尤为严重，从而限制了PP 的应用。本文主要从晶须增韧、无机刚性粒子增韧、无机纳米粒子增韧以及橡胶/弹性体增韧PP四个方面进行综述。

1 晶须增韧

胡海青[3]等研究了碱式硫酸镁晶须对聚丙烯及PP /SBS 共混体系性能的影响，发现碱式硫酸镁晶须对PP 有增韧效果较好，冲击强度提高2 倍左右，弯曲强度、布氏硬度和流动性能也显著提高。碱式硫酸镁晶须增强聚丙烯的最佳用量为30 份左右。

2 无机纳米粒子

填充粒子的粒径越小， 比表面积越大， 与聚合物基体树脂的界面结合力越强， 从而纳米复合材料更好地综合了无机纳米粒子与基体树脂的优点， 得到高性能的复合材料。石璞[4]等利用自制的复合偶联剂对纳米进行表面处理， 再与聚丙烯熔融共混， 制备聚丙烯纳米复合材料，复合材料的力学性能最优与纯相比， 冲击强度提高了。丁超[5]等通过自制的长链带有反应基团的不饱和季胺盐改性蒙脱土， 在高接枝率的三单体接枝聚丙烯的增容作用下， 与进行熔融共混， 形成插层型纳米复合材料。与纯的聚丙烯相比， 所制备的纳米复合材料拉伸強度提高， 弯曲强度提高， 模量提高， 冲击强度提高。史大刚[6]等通过对纳米碳酸钙增韧PP 及复合材料的机械断面的研究发现，由于纳米碳酸钙的小尺寸效应、大的比表面积而使表面原子处于高度活化状态，并与聚合物强的界面相互作用，从而使聚丙烯的结晶行为发生较大改变，并引起聚丙烯的力学性能的变化。

3 无机刚性粒子

刚性粒子增韧聚丙烯 ，能在提高材料抗冲性能的同时，不降低其拉伸强度和刚性，加工流动性和耐热性也会随刚性粒子的加入而相应地有所提高。无机粒子的作用和橡胶增韧聚丙烯的作用机理是相同的，即无机粒子在一定的范围内同基体脱离，从而控制扩张过程。

4 橡胶/弹性体增韧

橡胶或弹性体以弹性微粒状分散结构增韧塑料，是增韧效果较为明显的一种方法。聚丙烯具有较大的晶粒，在加工时球晶界面容易出现裂纹，导致其脆性。通过掺入各种含有柔性高分子链的橡胶或弹性体，可大幅度提高聚丙烯的冲击强度，改善低温韧性。常用的聚丙烯增韧剂有三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶 、苯乙烯与丁二烯类热塑性弹性体、顺丁橡胶、丁苯橡胶等。

敖玉辉[10]等通过双螺杆挤出机制备了三种不同的弹性体EPR、EDPM、POE与PP的共混物，并测试了共混物的力学性能，比较了三种弹性体的增韧效率。实验发现，弹性体含量在0 一30 % 之间， 随着P O E、EDPR、E P R 在共混物中的含量的增加， 共混物的冲击强度逐渐增大， 当弹性体含量达到25 % （质量比）时， 三种共混物的冲击强度都超过40 ）/m， 这表明三种弹性体都是P P 的有效增韧剂。PO E 的剪切模量相对较低， 更容易发生空洞化， 其在断裂时会吸收更多的能量， 这也是其增韧效率高的重要原因。反之，E P D M 的剪切模量较高， 这也是造成其与PP 共混物冲击性能相对较低的原因。

参考文献

[1]周健，王毓琦，孟海宾. 钛酸钾晶须改性聚丙烯的性能研究[J].工程塑料的应用，2005，33 （ 11 ） ： 21- 24.

[2] 周兴平，解孝林，LiR.K.Y.. PP/PMMA接枝剑麻纤维复合材料的结构和性能[J]. 材料研究学报. 2002（05）

[3] 胡海青，赵尧森，王亚，等. 晶须改性聚丙烯[J]. 塑料工业，2001，29（ 2） ： 46 - 47.

[4]石璞， 晋刚， 吴宏武等纳米增强增韧获丙始的研究中国塑料， 2002，16（1）；37～40

[5]丁超， 何盆， 洪浩群等不同改性象脱土对聚丙始， 脱土纳米复合材料性能的影响材料科学与工程学报，2004，22（5）；746--749

[6] 史大刚，姚子华，仇满德，等. 聚丙烯/纳米粒子复合材料结晶行为的研究.现代塑料加工应用，2005，17（ 1） ： 19 - 21.

[7]李东明，漆宗能. 碳酸钙增强聚丙烯复合材料的断裂韧性. 高分子材料科学与工程， 1991 ，（2）：18

[8]王剑峰. 具有核壳结构的CaCO3表面包覆改性及其在PP 复合材料中的应用. 福州： 福建师范大学， 2008.

[9]方镇.原位固相接枝改性调控聚丙烯/碳酸钙复合材料的界面性质及性能研究. 福州： 福建师范大学， 2010.

[10]敖玉辉， 孙伟权，杨海东，张会轩.不同弹性体增韧聚丙烯的研究，中国塑料2005.