聚丙烯增韌改性技術應用進展

朱曉婷 孔德雨

（黑龍江省大慶市大慶煉化公司聚丙烯廠研發(fā)檢測中心，黑龍江大慶163000）

聚丙烯增韌改性技術應用進展

朱曉婷 孔德雨

（黑龍江省大慶市大慶煉化公司聚丙烯廠研發(fā)檢測中心，黑龍江大慶163000）

聚丙烯增韌改性可以通過化學方法和物理方法來實現(xiàn)，在眾多聚丙烯增韌改性的方法中，物理改性具有低成本、見效快的特點，已經(jīng)成為一種廣泛使用的增韌方法。本文主要分析了聚丙烯增韌改性的方式，并且對聚丙烯增韌改性技術的應用進展進行分析，促進聚丙烯能夠在人類的生產(chǎn)和生活中得到廣泛的應用。

聚丙烯；增韌改性技術；應用

聚丙烯的原料來源十分豐富，價格比較低廉，與其他常見的塑料相比具有非常良好的綜合性能。聚丙烯的相對密度小，加工性能良好，屈服強度和抗拉強度高，電氣絕緣能力良好，還具有良好的耐應力開裂和化學性能等。聚丙烯制成的產(chǎn)品無毒無味，光澤好，已經(jīng)廣泛應用于汽車、機械、電器、包裝等各個領域。但聚丙烯成型收縮率大、脆性高、對切口的沖擊強度比較低，特別是在低溫的環(huán)境下操作時顯得尤其嚴重，這大大限制了聚丙烯的進一步發(fā)展。因此，聚丙烯的改性顯得尤為重要，聚丙烯增韌改性已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的重點，聚丙烯增韌改性技術在許多領域都已經(jīng)得到了廣泛的應用。

一、聚丙烯的化學改性

1.共聚改性

共聚改性是采用高效催化劑在聚合階段對聚丙烯進行改性。使用乙烯和丙烯酸單體的交替共聚，或者在主鏈上進行共聚。如果聚丙烯在主鏈上，2%-3%的乙烯基單體共聚，這樣就能夠的得到乙丙共聚橡膠，這種物質(zhì)具有PE和聚丙烯的雙重優(yōu)勢，具有低溫抗沖擊性。常用在丙烯共聚物的生產(chǎn)方法是使用改性的Ziegler-Natta高效催化劑來實現(xiàn)聚丙烯的共聚。

2.接枝改性

聚丙烯接枝改性是在分子支鏈上引入適當?shù)闹ф湥褂酶鱾€支鏈的極性和反應性，這樣就能夠有效改善其性能，。因此，接枝改性能夠有效擴大聚丙烯的應用范圍，這是一種簡單的聚丙烯增韌改性的方法。采用懸浮溶脹方法合成苯乙烯的聚丙烯接枝共聚物，得到甲基丙烯酸β—羥乙基接枝聚丙烯，并且對聚丙烯結晶形態(tài)進行移植前后的結果進行比較，我們就能夠發(fā)現(xiàn)，接枝鏈增加了聚丙烯的不規(guī)律性，共聚物的結晶度就會出現(xiàn)下降。

3.交聯(lián)改性

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，人們對聚丙烯的耐熱性能就提出了更高的要求。要想將聚丙烯的熱變形溫度提高到100℃，只有通過機械混合的方法是難以實現(xiàn)的，需要使用交聯(lián)的方法來達到。交聯(lián)改性有兩種方式，一種是輻射交聯(lián)，另外一種是化學交聯(lián)。主要的區(qū)別在于引發(fā)交聯(lián)反應的活躍源形成機制是不同的。交聯(lián)過程是用帶有烯類雙鍵的三官能有機硅烷在少量的過氧化氫環(huán)境下進行的，并且和聚丙烯在擠出機中進行融合完成嫁接反應，然后在水的作用下，交聯(lián)的硅烷水解成硅醇，并且經(jīng)過縮合脫水而交聯(lián)。這種聚丙烯增韌改性技術是關鍵的步驟必須嚴格監(jiān)控，防止PP出現(xiàn)降解。

二、聚丙烯的物理改性

1.橡膠增韌聚丙烯系統(tǒng)

常用的橡膠增韌PP的體系有：三元乙丙（EPDM）、二元乙丙（EPR）、順丁（BR）、異丁烯（IBR）和天然橡膠（NR）等。作為聚丙烯的增韌劑，這些橡膠的增韌效果都是十分理想的。根據(jù)銀紋-剪切帶理論，其內(nèi)部原因就是分散相粒子吸收和分散了很多應力焦點和沖擊能量，當材料受到外力的影響的時候，這樣就會在聚丙烯中形成許多銀紋和誘發(fā)剪切帶，銀紋在其周圍吸收能量而產(chǎn)生很大的影響。同時，由于大量銀紋壓力之間的干擾，這樣就會降低銀紋端的壓力，嚴重阻礙了銀紋進一步發(fā)展，使得聚丙烯增韌得到大大提高。

2.熱塑性彈性體增韌聚丙烯體系

常用的增韌聚丙烯熱塑性彈性體有POE、TPO、SBS等。新一代的熱塑性彈性體增韌聚丙烯體系，其價格十分便宜，溶解度和粘度參數(shù)更接近聚丙烯，所以其增韌效果也會很明顯。采用茂金屬催化劑生產(chǎn)的聚烯烴彈性體是一種飽和的乙烯-辛烯共聚物。

三、聚丙烯增韌改性技術的應用

1.在汽車工業(yè)中的應用

聚丙烯增韌改性技術在汽車工業(yè)中得到了廣泛的應用，汽車上許多零部件都使用了這種技術。如在汽車的保險杠上，這是塑料用量最大的一個典型零件。在國外已經(jīng)使用彈性體改性聚丙烯來生產(chǎn)，這種保險杠已經(jīng)占到保險杠總用量的70%。我國大部分的進口汽車，如奧迪、富康、桑塔納等經(jīng)濟型轎車的保險杠都是使用改性聚丙烯制作的。而改性用的共聚聚丙烯樹脂，主要是一些進口產(chǎn)品。

2.在醫(yī)療器械中的應用

醫(yī)療塑料領域是最有發(fā)展?jié)摿Φ氖袌鲋唬壳埃卺t(yī)用的塑料行業(yè)當中，增韌改性的聚丙烯材料已經(jīng)占到16%。特別是添加了透明成核劑的改性聚丙烯，能夠提高塑料的透明度、強度、硬度、剛性，其耐熱性也會得到明顯的提高，可用于醫(yī)療器械當中，如輸液瓶、，塑料袋，一次性注射器、檢測設備和醫(yī)療設備等等。

3.增韌改性聚丙烯在日常用品中的應用

采用三元乙丙橡膠改性的聚丙烯，以點澆口熱流道注塑成型的方式可以支撐日用的圓椅，也可以用其制作自行車、童車零件、玩具、日常用具等。

四、結語

近年來，聚丙烯的增韌改性技術已經(jīng)成為一種重要的工程技術。在眾多的增韌改性方法，物理改性具有低成本、見效快的特點，得到了廣泛的應用。增韌改性的聚丙烯在許多領域都已經(jīng)得到了應用，其耐熱性、透明度高、剛度強等優(yōu)勢得到了充分的體現(xiàn)，在人類的生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著重要作用。

［1］王海平，王標兵，楊云峰，胡國勝.聚丙烯增韌改性的研究進展［J］.絕緣材料，2009（01）.

［2］康永.環(huán)氧樹脂增韌改性技術的研究進展［J］.橡塑資源利用，2011（02）.

前言