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1、维普资讯 加工应用弹性体， ，（）： 与 对聚丙烯增韧改性研究 周琦，王勇，邱桂学，孙阿彬 （青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点验室，山东青岛） 摘要：以茂金属聚烯烃弹性体（乙烯一辛烯共聚物）和传统三元乙丙胶（）作为聚丙烯 （）的增韧荆，比较研究了及共混物的加工性能及力学性能。研究结果表明 在加工性、增韧改性等方面比更具有优势。扫描电子显微镜（）进一步探讨了共混物的 形态结构与性能的关系。 关键词：；三元乙丙橡胶；聚丙烯； 增韧荆 中图分类号： 文献标识码：文章编号：（） 聚丙烯（）作为世界五大通用塑料之一，具公司生产；：， 有原料来源丰富、质轻、性价比优越等特点，发展公司生产。 迅速，应用
2、广泛，但纯存在低温韧性差、缺口仪器设备 敏感性大等缺点。为了改善性能上的不足， 双螺杆塑料挤出机：一（为）， 国内外都进行了大量的增韧改性研究，在多 南京杰恩特公司；注射成型机：，东华机械有 相共聚和共混改性方面取得了突破性的进展 ，限公司；流 变仪：一，德国 相比而言，共混改性简单易行，倍受青睐。其中三；电子拉力试验机：一，台 元乙丙橡胶（）对有良好的增韧效果， 湾高铁科技股份有限公司；简支梁冲击试验机： 但目前价格高，商品原料多为块状，碎胶 一 ，河北承德精密试验机厂；悬臂梁冲击试验机： 有一定困难，与粒状混合不均匀，流动性也不 一，河北承德精密试验机厂；熔体流动速率 太理想，造成材料的性
3、能下降。同时由于仪： 一，吉林大学科教仪器厂；扫描电子 本身有颜色，产品很难获得色彩鲜艳的外观。因显微镜（）：一，日本公司。 此本文采用在茂金属催化剂作用下聚合而成的乙试样制备 烯和辛烯的热塑性弹性体（）作为的抗冲将一定比例的、或加入高速 击改性剂，并与在改性效果、加工性等方 混合机混合，用双螺杆挤出机（螺杆长径比为 面进行比较，为的推广应用与的高性能 ）挤出，加热段温度为，机头温度为 化提供经验。 ，螺杆转速为，挤出后用水冷却， 实验部分 干燥，切粒机造粒。然后用注射机将粒状共混物 注射成标准样条，注射机料筒温度， 原料模温，注射压力，成型周期 ：，熔体流动速率（）为 。 ，北京燕山石化生产
4、；：，辛烯质量 性能测试 分数为，为（）， 物理机械性能测试 拉仲性能按（； 测斌；冲击性能按 收稿日期： 作者简介：周琦（一）女，江苏苏州人青岛科技大学 （凇测试；弯曲性能按测 在读硕士研究生主要研究方向为茂金属聚烯烃弹性体 的改性。 试； 熔体流动速率按 测试 通讯联系人相态结构 维普资讯 第期周琦，等与对聚丙烯增韧改性研究 在进行观察之前，试样冲击断面置于 二甲苯溶液中，室温保持，以将表面的、 蚀刻掉而留下空洞，进而观察弹性体在 基体中的分散情况。 液滴的存在扰乱了流线，因而使体系耗散额外的 能量，这种附加的能量耗散表现为粘度的增加及 值的下降。当弹性体用量相同时，体 系的高于体系，进一
5、步说明了用 结果与讨论 改性更具有加工优势。 流变性能 暑 若 转矩一时间曲线 宝 一 利用转矩流变仪可了解聚合物成型加工过程 中的流变行为及规律。本实验测定两种共混体系 瓣 的转矩一时间曲线，比较了它们的加工平衡转矩。 图显示了、（弹性体质量分 竣 数为）共混物的转矩对时间的变化曲线。 （弹性体） 图、熔体流动速率曲线 量 物理性能 专 冲击强度和断裂伸长率 鬈 由图可以看出，随弹性体含量的增加，冲击 强度呈上升趋势。弹性体对的增韧存在一个 临界含量，只有超过这个临界含量，弹性体才表现 出明显的增韧效果，对于基体树脂，的脆 时 司 韧转化点在，而在，换言之要达 图 、转矩一时问曲线 到相同的
6、增韧效果所需的用量要小于 由图可以看出，共混物的转矩大小为 。当弹性体质量分数为时，体系的 ，说明当使用作为的 冲击强度明显高于体系，的增韧效 冲击改性剂时，共混物更易加工成型，消耗更低的 果优于的原因可能是侧乙基长于 的侧甲基，在分子间起到联结、缓冲，减少 能量。这是由于是在茂金属催化剂下采用 银纹因受力发展成裂纹的作用 。通常断裂伸长 限定几何技术聚合而成，具有窄相对分子量分布 率与断裂能有关，冲击强度大的材料往往具有较 和长链支化结构，使具有较强的剪切敏感性 高的断裂伸长率。弹性体由于模量低，易于发生 和优异的加工流变性能。 形变，聚合物中加入弹性体后，一般会使断裂伸长 熔体流动速率率增
7、加【 。由图可知，两个体系的断裂伸长率 图为两种弹性体、的用量对体 均随弹性体含量的增加而提高，且体系 系熔体流动速率（）的影响，值越高表 的增幅较大。 明高聚物熔体粘度越低，流动性越好。由图可 见，随着弹性体含量的增加，呈下降趋势，表 明随着弹性体含量的增加体系加工性能变差。这 目 是因为弹性体本身熔体流动速率较低，它的加入 使共混体系的内摩擦阻力增大，导致聚合物分子 嘿 链之间的相对运动困难，从而降低了体系的流动 懵 是 性。按照流变学的原理解释，共混时弹性体以微 小的液滴分散在熔体中，在不考虑两相之间 化学联结的最简单情况下， 连续相剪切场中小，（弹性休） 维普资讯 弹性体第卷 关，对弹
8、性体改性塑料来说，弹性体的增韧效果与 肌懈 褂 哥 （弹性体） 图）、冲击强度和断裂伸长率曲线 屈服强度和弯曲强度 图为弹性体的用量对共混体系屈服强度和 弯曲强度的影响。由图可以看出，两体系的屈 服强度和弯曲强度均随弹性体用量的增加而降 低，因为随着弹性体用量增加，共混物的结晶 度降低，且增韧体系的强度较低得多。而且 体系的降低幅度略微大于体系，这 可能是中侧链体积较大，本身屈服强 度比高，受剪切力时能更有效地起到抗压 作用。 莹 型 颧 晕 匿 （） （弹性体） 趣 （弹性体） 图）、屈服强度和弯曲强度曲线 相态结构 多相体系的性能与分散相的分散形态密切相 弹性体分散粒子的大小、形态以及粒子
9、之间的间 距等因素有关在弹性体的质量分数为时， 和共混物试样常温冲击断 面扫描电镜照片如图所示。实验结果表明， 以比较规则的球状粒子分布于基体 中，形成了典型的“海一岛”结构，图中空洞为橡胶 粒子脱落所致，并且空洞与连续相所形成界 面较为清晰，由此说明粒子与连续相 的界面粘结力较小，影响其增韧效果，且试样的断 面相对于体系来说较光滑平整，断裂特征显 示出较多的脆性。而是以片状或条状等很 不规整的形状分布于基体中的，共混物两相 之间形成了互锁的网络结构，在弹性体相间有 微纤相联，断面粗糙，呈现典型的韧性断裂。说明 分散的微粒作为大量的应力集中点，在外力 强大冲击时，引发银纹和剪切带随着银纹在其周
10、 围支化而吸收大量的冲击能量，亩】时由于大量银 纹之间应力场的相互干扰，降低了银纹端的应力， 阻碍了银纹的进一步发展使材料的韧性大大提 高。因此用作的增韧剂，具有明显的优 势，这与前面的实验结论是一致的。 （）（质量比） ）（质比） 图在常温下共混物冲击断面的扫描电镜图 维普资讯 第期周琦等（）与对聚丙烯增韧改性研究 的增韧效果优于。 结论 （）在成型加工过程中，较 （）从可以看出，冲击断裂 特征显示出较多的脆性，而呈现典型的 韧性断裂。 共混物具有更低的平衡转矩和较高的熔体流 动速率，作为的增韧剂更具有加工优势。 （）对于基体树脂，的脆韧转化点在 参考文献 王穗禧，江梅聚丙烯及其改性技术工程塑料应用， ，而在 ，要达到相同的增韧效果 ，（）： 所需的用量要小于。 王旭，温晨志聚丙烯弹性体滑石粉复合材料的 （）随着和含量的增加，共混 研究塑料工业，（）： 物的冲击强度、断裂伸长率显著提高，而屈服强度 郭红革，谢雁，葛涛橡胶刚性共混体系的研究塑料 和弯曲强度下降。当弹性体质量分数在时， 工业，（）： 体系的冲击强度明显高于体系， ， ， （， ， ，） ：（，） （）， ：；