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POE材料增韧改性的机理

嘉峪检测网        2021-01-15 09:31

什么是POE

 

POE是以茂金属催化剂制备的具有窄相对分子质量分布的热塑性弹性体,由乙烯与α-烯烃聚合而成,常见组合是乙烯与辛烯,其具有耐老化、耐臭氧、耐化学介质等优异性能。

 

1)辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点,使它既有优异的韧性又有良好的加工性能。

 

2)POE分子结构中没有不饱和双键,具有优良的耐老化性能。

 

3)POE分子量分布窄,具有较好的流动性,与聚烯烃相容性好。

 

4)良好的流动性还有助于改善填料的分散效果,同时也可提高制品的熔接痕强度。

 

随着POE含量的增加,体系的冲击强度和断裂伸长率有很大的提高。

 

因此,被大量用于做汽车配件,包装材料,电线电缆以及日用品领域,用于做PE、PP等塑料增韧使用。

 

增韧机理

 

POE 增韧类似橡胶增韧, 符合银纹-剪切带理论。 共混体系中,POE 以一定粒径分布在脆性基体连续相中, POE 呈微纤化颗粒分散相(俗称“岛”)随机分布在脆性基体连续相(俗称“海”)的球晶之间,形成具有良好相界面作用的“海-岛”结构。

POE材料增韧改性

受到外力冲击时,脆性基体中均布的 POE 粒子能使外加冲击应力在其球面上均匀分散, 减小作用在脆性基体上的应力。 当冲击应力进一步增大时,POE 粒子作为应力集中中心在脆性基体内引发大量银纹和剪切带,此过程可吸收大量能量。 银纹沿最大主应力平面发展 ,在遇到 POE 粒子时 ,银纹可被支化, 进一步增加银纹数目, 从而增加能量吸收,同时支化也可导致银纹扩展的终止,从而使复合材料体现为韧性破坏。

 

PP

 

PP具有密度低、耐化学品、质轻、性价比高等优点,发展较为迅速,在家电、汽车、照明、家居等领域应用广泛,特别是在汽车工业中,已成为汽车塑料中用量最大的种类之一,但PP对缺口的敏感性,其缺口冲击强度较低,对PP增韧改一直是热门的研究课题之一。

 

采用POE增韧改性PP实践中最为普遍的改性方法。

 

与EPDM增韧PP相比,无论是对于普通PP、共聚PP还是高流动性PP,POE的增韧效果都优于EPDM,且弯曲模量及拉伸强度降低小。POE中辛烯含量影响POE对PP的增韧效果,随着POE中辛烯含量的增加,POE的结晶度、熔点和密度均降低,柔顺性增加,对PP增韧效果提高。

 

PP/POE体系综合性能优异,现已开发出多种产品,特别是汽车保险杠具有广阔市场前景。

 

通常要求PP保险杠专用料缺口冲击强度(常温)大于500J/m,-40℃缺口冲击强度≥50J/m。采用PP为基础树脂,POE为增韧剂,滑石粉为增强填料,制得性能符合要求的汽车保险杠专用料。改性PP具有超高抗冲击强度,其缺口冲击强度高达723J/m。

 

敖玉辉等将PP与3种不同弹性体 POE、SEBS、OBC 在双螺杆挤出机中进行熔融共混,制备 PP/弹性体共混物,比较不同弹性体增韧效率,研究共混物脆断表面形貌。 结果表明,3 种弹性体对 PP 均起到了增韧作用,SEBS 对 PP 增韧效率最高,POE 综合性能最好,而 OBC 加工性能良好。

 

PE

 

聚烯烃弹性体(POE)表面张力低、极性较强、增韧作用突出,在与PE进行共混后,保持了PE的原有性能,对PE材料具有良好的增韧作用。采用熔融共混法来制备LDPE/聚烯烃弹性体(POE)共混物。经过对不同配比的共混物研究发现,POE的含量对LDPE的结晶行为有着明显的影响。LDPE的结晶度随着POE用量的增加而稍有减小,并且晶粒变小,结晶完善性、均一性变差,LDPE在结晶过程中还出现了二次结晶现象;随着LDPE含量的增加,POE的结晶度也逐渐减小。当POE含量为30%时,共混体系的拉伸强度达到最大值21.5 MPa。经过POE对PP的共混改性研究认为PP/POE/PE 三元共混体系具有较好的协同效应,明确了POE弹性体的增韧作用。

 

参考文献:

[1] 敖玉辉 ,周梦思 ,冯芳.不同弹性体增韧聚丙烯的研究[J].化工新型材料, 2014,42(3):189-190,193.

POE材料增韧改性
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来源:UTPE弹性体门户