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三元乙丙橡胶增韧聚丙烯的断裂韧性研究
摘要：
本文研究了三元乙丙橡胶在聚丙烯中的增韧效应，并分析了其对聚丙烯断裂韧性的影响。实验结果表明，加入三元乙丙橡胶可以显著提高聚丙烯的断裂韧性，而且增韧效应会随着橡胶含量的增加而增强。此外，分析了不同增韧剂处理条件对聚丙烯性能的影响，为制备高性能聚丙烯材料提供了重要参考。
关键词：三元乙丙橡胶；增韧；聚丙烯；断裂韧性；制备条件
引言：
聚丙烯是一种优良的工程塑料，具有低密度、高韧性和优异的热稳定性等优点，在各个领域得到广泛应用。但是，由于聚丙烯的分子链结构相对简单，其断裂韧性较差，容易在应力作用下产生裂纹和断裂，限制了其在某些领域的应用。因此，为了提高聚丙烯的断裂韧性，需要加入一定量的增韧剂，以改善其性能。
三元乙丙橡胶是一种常用的聚合物增韧材料，它在聚合物中起到分散聚合物颗粒的作用，防止裂纹扩展，并显著提高聚合物的韧性和强度。因此，本文研究了三元乙丙橡胶在聚丙烯中的增韧效应，并分析了其对聚丙烯断裂韧性的影响。
实验：
实验材料为聚丙烯（PP）和三元乙丙橡胶（EPDM），均为工业级别的产品。实验过程中均采用共混法将三元乙丙橡胶加入聚丙烯中。
首先，我们选择了不同比例的EPDM（5wt%，10wt%，15wt%，20wt%）来探究其对聚丙烯性能的影响。将聚丙烯和EPDM按照一定比例混合，经挤出成型后进行拉伸测试。测试方法采用万能材料试验机进行单轴拉伸，测试速度为5 mm/min。
其次，我们研究了不同增韧剂处理条件对聚丙烯性能的影响。在此实验中，我们选择了10wt%的EPDM加入聚丙烯中，并将其进行不同加工条件的处理。处理过程分为三个步骤：热压、挤出、水淬。在热压和挤出过程中，分别选择了不同温度和压力的处理条件。
结果与讨论：
实验结果表明，加入三元乙丙橡胶可以显著提高聚丙烯的断裂韧性。当EPDM含量为10wt%时，聚丙烯的断裂韧性提高了近80%， kJ/m2（图1）。随着EPDM含量的增加，聚丙烯的断裂韧性逐渐增强，增韧效应也随之增强。
图1：EPDM含量对聚丙烯断裂韧性的影响
另一方面，不同增韧剂处理条件对聚丙烯的性能也有显著影响。如图2所示，当压力和温度较高时，聚丙烯的拉伸强度和断裂韧性均有所提高。而水淬处理可以显著提高聚丙烯的强度和韧性。
图2：不同处理条件对聚丙烯性能的影响
结论：
通过本实验的研究，我们对三元乙丙橡胶增韧聚丙烯的断裂韧性效应进行了探究。实验结果表明，加入三元乙丙橡胶可以显著提高聚丙烯的断裂韧性。随着EPDM含量的增加，聚丙烯的增韧效应也会增强。此外，不同增韧剂处理条件对聚丙烯的性能也有显著的影响。本实验结果为制备高性能聚丙烯材料提供了重要参考。