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如何在提高PP韌性的同時增加流動性?

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如何在提高PP韌性的同時增加流動性?    |    2016-10-19  |   
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眾所周知,作為大宗的通用塑料品種,聚丙稀(PP)在汽車保險杠、內外飾(門板、儀表臺等),家電殼體、生活用品應用廣泛,我國PP年產量甚至超過了PE(聚乙烯)。但PP存在低溫韌性差和缺口敏感性大的缺點,因此,為了改善PP性能上的不足,增韌改性是一種有效的途徑。

  目前,POE是大家常用的增韌劑;但目前市場上的POE均存在單一牌號無法兼顧高增韌和高流動性的問題:追求POE韌性則要犧牲流動性;強調流動性,則要降低對韌性的要求,單一牌號POE無法兼顧韌性和流動性。另外,POE增韌PP很多時候彎曲和拉伸性能表現欠佳,如表1數據所示。

表1:不同增韌劑對PP+40%滑石粉的影響

配方

空白樣A

A+20%POE X

A+20%POE  XX

A+20%CYD-6100

熔指(g/10min 230℃2.16Kg)

3.6

7.708

2.706

5.726

懸臂梁缺口沖擊強度/kj/m2(23℃)

2.450

8.299

31.392

37.307

懸臂梁缺口沖擊強度/kj/m2(-20℃)


4.996

12.426

17.322

拉伸強度/MPa

24.04

15.65

16.06

16.29

斷裂伸長率/%

20.80

97.07

221.25

404.08

彎曲模量/MPa

3296.90

1062.4

1315.3

1672.7

彎曲強度/MPa

42.97

18.82

21.29

22.22

注:空白樣A為PP+40%滑石粉,PP為熔指9-12 g/10min (230℃,2.16Kg)左右的均聚PP ;滑石粉為遼寧海城1250目產品;POE為市場上主流的進口產品。

威海晨源分子新材料有限公司(晨源/CYD)開發了一系列獨創的樹枝狀結構且具有分散功能的樹枝狀增韌劑:勻韌牌CYD-6000系列產品,如表1所示,相對于不同牌號POE:

1、CYD-6100對體系的流動性有一定提升;

2、CYD-6100對體系的抗沖擊性能提升30-349%;

3、CYD-6100對體系的彎曲模量提升26-57%。

那么問題來了,勻韌牌樹枝狀增韌劑產品到底是什么?它的作用機理是怎樣的?

 一、 勻韌牌樹枝狀增韌劑產品是什么材料?其作用機理分析

勻韌牌樹枝狀增韌劑是一種樹枝狀聚烯烴彈性體,它具有一定的分支結構,因此具備其他聚合物沒有的特性。


圖:線性聚合物A和樹枝狀聚合物B

"為何樹枝狀增韌劑既能提高PP韌性,又能提高其流動性?";

1、樹枝狀增韌劑產品中具有柔性的聚烯烴長鏈段,在分子鏈間起到一種聯結、緩沖的作用;

2、樹枝狀增韌劑表面大量的柔性長鏈段的官能團,在體系中通過分子相互作用更容易形成空間三維網狀結構;

3、樹枝狀增韌劑呈空間球形結構,具有更小的流體力學半徑,表現出顯著的低熔體粘度特性,可大大改善PP等聚烯烴材料的熔體流動性。

 
   圖:樹枝狀增韌劑增韌PP原理

對比傳統POE,樹枝狀增韌劑分散性更好,部分配方剛性大幅度提升,如下表2,彎曲模量最高可提升70%,拉伸強度提升10%以上。

表2: 50%K9026+12.5%F3-045+30%滑石粉+12%增韌劑


空白樣B

B+12%POE #

B+12%POE  ##

B+12%CYD-6100

熔指(g/10min 230℃2.16Kg)

10.515

6.316

8.188

10.742

懸臂梁缺口沖擊強度/kj/m2(23℃)

2.843

16.394

13.841

28.347

懸臂梁缺口沖擊強度/kj/m2(-20℃)


6.778

5.669

6.769

拉伸強度/MPa  

22.50

15. 57

16.72

16.95

斷裂伸長率/%

57.76

102.04

105.11

107.66

彎曲模量/MPa  

2046.21

1005.5

924.07

1605.7

彎曲強度/MPa

35.93

20.32

19.62

24.97

注:空白樣B為50%K9026+12.5%F3-045+30%滑石粉;K9026為燕山石化共聚PP,熔指26-30g/10min (230℃,2.16Kg);F3-045為茂名石化均聚PP,熔指2.2-4g/10min(230℃,2.16Kg)。滑石粉為遼寧海城1250目產品;POE為市場上主流的進口產品。

 二 、勻韌牌樹枝狀增韌劑在PP、PE等產品中的應用

1.PP制品(CYD-6100/6300),如汽車保險杠、內外飾(門板、儀表臺等),家電殼體、生活用品(垃圾桶等)。


 圖:汽車保險杠(上)和儀表臺

2.PE拉絲草坪(CYD-6200)。


圖:PE拉絲草坪

關于晨源分子(CYD)


1、亞洲首家實現工業化生產樹枝狀聚合物材料的企業,樹枝狀聚合物領域唯一院士工作站;

2、產品引領新材料行業的變革,對比傳統材料,性能提升30%以上,提高核心競爭力;

3、產品技術為晨源公司和北京大學20多年研發經驗的沉淀和積累,產品性能穩定;

4、世界500強的合作伙伴,如美國Huntsman公司、中國石化、中國石油、美國GE等;

5、陶氏化學、羅門哈斯、阿科瑪,阿托菲納等世界500強公司高管組成的管理團隊。

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