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，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。聚丙烯制成的產品無毒無味，光澤好，已經廣泛應用于汽車、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展。因此，聚丙烯的改性顯得尤為重要，聚丙烯增韌改性已經成為國內外研究的重點，聚丙烯增韌改性技術在許多領域都已經得到了廣泛的應用。

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，這種物質具有PE和聚丙烯的雙重優勢，具有低溫抗沖擊性。常用在丙烯共聚物的生產方法是使用改性的Ziegler-Natta高效催化劑來實現聚丙烯的共聚。

2.接枝改性

聚丙烯接枝改性是在分子支鏈上引入適當的支鏈，使用各個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進行移植前后的結果進行比較，我們就能夠發現，接枝鏈增加了聚丙烯的不規律性，共聚物的結晶度就會出現下降。

3.交聯改性

隨著汽車工業的快速發展，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的，需要使用交聯的方法來達到。交聯改性有兩種方式，一種是輻射交聯，另外一種是化學交聯。主要的區別在于引發交聯反應的活躍源形成機制是不同的。交聯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，交聯的硅烷水解成硅醇，并且經過縮合脫水而交聯。這種聚丙烯增韌改性技術是關鍵的步驟必須嚴格監控，防止PP出現降解。

二、聚丙烯的物理改性

1.橡膠增韌聚丙烯系統

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。根據銀紋-剪切帶理論，其內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剪切帶，銀紋在其周圍吸收能量而產生很大的影響。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.在汽車工業中的應用

聚丙烯增韌改性技術在汽車工業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。在國外已經使用彈性體改性聚丙烯來生產，這種保險杠已經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，主要是一些進口產品。

2.在醫療器械中的應用

醫療塑料領域是最有發展潛力的市場之一，目前，在醫用的塑料行業當中，增韌改性的聚丙烯材料已經占到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，可用于醫療器械當中，如輸液瓶、，塑料袋，一次性注射器、檢測設備和醫療設備等等。

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得到了應用，其耐熱性、透明度高、剛度強等優勢得到了充分的體現，在人類的生產和生活中發揮著重要作用。

［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