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如何在提高PP韧性的同时增加流动性?

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如何在提高PP韧性的同时增加流动性?    |    2016-10-19  |   
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众所周知,作为大宗的通用塑料品种,聚丙稀(PP)在汽车保险杠、内外饰(门板、仪表台等),家电壳体、生活用品应用广泛,我国PP年产量甚至超过了PE(聚乙烯)。但PP存在低温韧性差和缺口敏感性大的缺点,因此,为了改善PP性能上的不足,增韧改性是一种有效的途径。

  目前,POE是大家常用的增韧剂;但目前市场上的POE均存在单一牌号无法兼顾高增韧和高流动性的问题:追求POE韧性则要牺牲流动性;强调流动性,则要降低对韧性的要求,单一牌号POE无法兼顾韧性和流动性。另外,POE增韧PP很多时候弯曲和拉伸性能表现欠佳,如表1数据所示。

表1:不同增韧剂对PP+40%滑石粉的影响

配方

空白样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

悬臂梁缺口冲击强度/kj/m2(23℃)

2.450

8.299

31.392

37.307

悬臂梁缺口冲击强度/kj/m2(-20℃)


4.996

12.426

17.322

拉伸强度/MPa

24.04

15.65

16.06

16.29

断裂伸长率/%

20.80

97.07

221.25

404.08

弯曲模量/MPa

3296.90

1062.4

1315.3

1672.7

弯曲强度/MPa

42.97

18.82

21.29

22.22

注:空白样A为PP+40%滑石粉,PP为熔指9-12 g/10min (230℃,2.16Kg)左右的均聚PP ;滑石粉为辽宁海城1250目产品;POE为市场上主流的进口产品。

威海晨源分子新材料有限公司(晨源/CYD)开发了一系列独创的树枝状结构且具有分散功能的树枝状增韧剂:匀韧牌CYD-6000系列产品,如表1所示,相对于不同牌号POE:

1、CYD-6100对体系的流动性有一定提升;

2、CYD-6100对体系的抗冲击性能提升30-349%;

3、CYD-6100对体系的弯曲模量提升26-57%。

那么问题来了,匀韧牌树枝状增韧剂产品到底是什么?它的作用机理是怎样的?

 一、 匀韧牌树枝状增韧剂产品是什么材料?其作用机理分析

匀韧牌树枝状增韧剂是一种树枝状聚烯烃弹性体,它具有一定的分支结构,因此具备其他聚合物没有的特性。


图:线性聚合物A和树枝状聚合物B

"为何树枝状增韧剂既能提高PP韧性,又能提高其流动性?";

1、树枝状增韧剂产品中具有柔性的聚烯烃长链段,在分子链间起到一种联结、缓冲的作用;

2、树枝状增韧剂表面大量的柔性长链段的官能团,在体系中通过分子相互作用更容易形成空间三维网状结构;

3、树枝状增韧剂呈空间球形结构,具有更小的流体力学半径,表现出显著的低熔体粘度特性,可大大改善PP等聚烯烃材料的熔体流动性。

 
   图:树枝状增韧剂增韧PP原理

对比传统POE,树枝状增韧剂分散性更好,部分配方刚性大幅度提升,如下表2,弯曲模量最高可提升70%,拉伸强度提升10%以上。

表2: 50%K9026+12.5%F3-045+30%滑石粉+12%增韧剂


空白样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

悬臂梁缺口冲击强度/kj/m2(23℃)

2.843

16.394

13.841

28.347

悬臂梁缺口冲击强度/kj/m2(-20℃)


6.778

5.669

6.769

拉伸强度/MPa  

22.50

15. 57

16.72

16.95

断裂伸长率/%

57.76

102.04

105.11

107.66

弯曲模量/MPa  

2046.21

1005.5

924.07

1605.7

弯曲强度/MPa

35.93

20.32

19.62

24.97

注:空白样B为50%K9026+12.5%F3-045+30%滑石粉;K9026为燕山石化共聚PP,熔指26-30g/10min (230℃,2.16Kg);F3-045为茂名石化均聚PP,熔指2.2-4g/10min(230℃,2.16Kg)。滑石粉为辽宁海城1250目产品;POE为市场上主流的进口产品。

 二 、匀韧牌树枝状增韧剂在PP、PE等产品中的应用

1.PP制品(CYD-6100/6300),如汽车保险杠、内外饰(门板、仪表台等),家电壳体、生活用品(垃圾桶等)。


 图:汽车保险杠(上)和仪表台

2.PE拉丝草坪(CYD-6200)。


图:PE拉丝草坪

关于晨源分子(CYD)


1、亚洲首家实现工业化生产树枝状聚合物材料的企业,树枝状聚合物领域唯一院士工作站;

2、产品引领新材料行业的变革,对比传统材料,性能提升30%以上,提高核心竞争力;

3、产品技术为晨源公司和北京大学20多年研发经验的沉淀和积累,产品性能稳定;

4、世界500强的合作伙伴,如美国Huntsman公司、中国石化、中国石油、美国GE等;

5、陶氏化学、罗门哈斯、阿科玛,阿托菲纳等世界500强公司高管组成的管理团队。

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