文档介绍：浅析聚丙烯(PP)的改性方法
[摘要]聚丙烯作为某些目标产品的原料或专用料,它的综合性能还需要提高,这就需要对反应器后产品作一定的改性,其改性方法有化学改性与物理改性。
[关键词]聚丙烯、改性、PP、共聚、塑料
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)33-0109-01
前言
聚丙烯(PP)具有密度小、刚性好、强度高、耐挠曲、耐化学腐蚀、绝缘性好等优点,不足之处是其性能低温冲击性能较差、易老化、成型收缩率大。聚丙烯用途广泛,用于农业、汽车工业、建筑材料、机械电子等在内的诸多领域。开拓聚丙烯在重大产业领域的市场,取代其他塑料,所凭借的因素一是聚丙烯物美价廉、二是聚丙烯改性的进展。
一、聚丙烯的化学改性
聚丙烯的化学改性是指通过化学方法改变聚丙烯分子链上的原子或原子团的种类及组合方式的改性方法。经化学改性后的聚丙烯,其分子链结构发生变化,从而对材料的聚集态结构或织态结构产生影响,改变材料性能,因此,通过化学改性可以得到具有不同应用性能的新材料。
1、聚丙烯的共聚改性
以丙烯单体为主的共聚改性可在一定程度上增进均聚PP的冲击性能、透明性和加工流动性,它是提高PP 韧性,尤其是低温韧性的最有效的手段之一。将丙烯、乙烯混合在一起聚合,其聚合物主链中无规则地分布着丙烯和乙烯链段,乙烯则起着阻止聚合物结晶的作用,当乙烯质量分数达到20%时结晶便很困难,当质量分数为30%时就完全无定形,成为无规共聚物,其特点是结晶度低、透明性好、冲击强度增大等。采用Zieglar催化剂或茂金属催化剂可以制备立构嵌段聚丙烯(又称为热塑性弹性聚丙烯,Thermoplastic elastomer)。由于在分子链上同时含有等规和无规两种链段,因此具有低的初始弹性模量,相对高的拉伸强度,低的蠕变性能以及高的可逆形变。嵌段共聚物与等规共聚物相比,低温性能优良,耐冲击性好;与等规PP和各种热塑性高聚物的共混物相比,刚性降低不大。
Exxon 公司采用双茂金属催化剂在单反应器中制备了双峰分布的丙烯- 乙烯共聚物,其加工温度范围大约为26℃,比常用的聚丙烯共聚物的加工温度范围(约15℃)宽,克服了单峰茂金属聚丙烯树脂加工温度范围窄的缺点,在生产BOPP薄膜时拉伸更均匀且不易破裂,并可以在低于传统聚丙烯的加工温度下生产性能良好的聚丙烯薄膜。浙江大学合成3种新型非桥联二茚锆茂催的存在下,与PP在挤出机中熔融共混完成接枝反应(或者与丙烯单体共聚),然后在水的作用下,硅烷水解成硅醇,经缩合脱水而交联。该技术的关键是在接枝反应时必须严格监控,防止PP降解。
2、聚丙烯的接枝改性
20世纪80年代初,随着汽车工业的发展,对PP 的耐热性能提出了更高的要求。将PP的热变形温度提高到100
℃,仅靠机械共混的办法是难以达到的,而交联是比较有效的途径之一。交联改性可分为辐射交联和化学交联。其主要区别在于引起交联反应活性源的生成机理不同。交联过程是用带有烯类双键的三官能团的有机硅烷在少量过氧化物的存在下,与PP 在挤出机中熔融共混完成接枝反应(或者与丙烯单体共聚) ,然后在水的作用下硅烷水解成硅醇,经缩合脱水而交联。该技术的关键是在接枝反应时必须严格监控,防止PP降解。
交联改性聚丙烯技术是通过选择合理的引发剂和