探索改性PP与POE聚烯烃弹性体:给您带来的全新应用视角!
2023-11-17
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聚丙烯(PP)是丙烯加聚反应而成的聚合物,是一种半结晶的热塑性塑料,系白色蜡状材料,外观透明而轻,具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等。


聚丙烯应用领域广泛,特别是在汽车工业中,已成为汽车塑料中用量*大的种类之一,但PP对缺口的敏感性,导致其缺口冲击强度较低,因此,对PP增韧改性一直是热门的研究课题之一。而今天我们要介绍的这种材料,能优秀的解决这一问题!



POE聚烯烃弹性体


聚烯烃弹性体(POE PolyolefinElastomer)是Dow化学公司于1994年采用“限制几何构型”催化剂及相关的Insite**技术(CGCT)合成的乙烯一辛烯共聚物,其辛烯含量>20wt%。


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在乙烯分子中引入辛烯分子后的共聚物辛烯含量在20%-30%,其弹性比TPO更好,低温延性比EPDM和EVA(乙烯一乙酸乙烯共聚物)更好。它的主要特点为:良好的加工性、具高剪切速度依存性、易操作使用性、产品均匀为颗粒状、分子量分布窄、低分子量成分少、无粘缠性、无恶臭、透明性优:比重0. 86-0. 91,质轻:分散性良好,适于作树脂改性剂,采用POE增韧改性PP成为实践中普遍采用的改性方法。


而我们又可以将其分为乙烯基POE与丙烯基POE两种进行探讨。


乙烯基POE性能特点


以陶氏的乙烯基POE EnggaePOE 为例:


(1)辛烯的柔软链卷曲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。


(2)POE分子结构中没有不饱和键,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)良好的流动性可改善填料的分散效果,同时也可提高制品的熔接痕强度。


丙烯基POE性能特点


以埃克森美孚的丙烯基POE Vistamaxx 为例:


(1)其丙烯质量分数在70%以上,组成与结晶性介于无定型的乙丙橡胶与结晶性的聚丙烯之间,是一种柔软且有弹性的聚烯烃材料。


(2)乙烯单元有效地破坏了聚丙烯的链段规整性.使共聚物分子链的柔顺性增加:Vistamaxx是一种透明性高、力学性能优异的弹性体材料。


(3)结晶具有聚丙烯a一型晶体结构特点,分子链中较短的链段可以在室温以下结晶表现出二次结晶现象。同时,其结晶度很小且结晶不完善。


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丙烯基弹性体晶态分布


技术概况


当前POE的工艺技术以陶氏化学开发的Insite溶液法聚合工艺以及埃克森美孚开发的Exxpol高压聚合技术为主。其他生产企业有:日本三井、韩国LG、韩国SK等。



POE与EPDM比较


EPDM分子主链为饱和结构故呈现出卓越的耐候性、耐臭氧性及化学稳定性。EPDM凭借这些优异性能已成为高分子领域不可缺少的材料。虽然EPDM对聚丙烯(PP)有良好的增韧效果,但EPDM价格高,碎胶有一定的困难,流动性也不太理想;而采用美国DOW化学公司利用茂金属催化剂催化乙烯与辛烯原位聚合获得的POE作为PP的抗冲击改性剂,材料的耐热温度提高,永久变形减小,拉伸强度、撕裂强度等主要的力学性能都有很大程度的提高。


POE的分子主链结构与EPDM类似,也为饱和结构。由于采用了限定几何构型技术,可人为地控制POE的分子支链;茂金属催化剂使得POE又具有窄的相对分子质量分布。因而,POE具有EPDM优异的性能,同时某些性能超过了EPDM,在将来,POE可作为EPDM的替代材料使用。


POE用作PP的抗冲击改性剂,与传统使用的EPDM相比,有明显的优势:


(1)粒状POE易与粒状的PP混合,省去块状EPDM复杂的造粒或预混工序;


(2)POE与PP有更好的混合分散效果,与EPDM相比,共混物的相态更为细微化,因而使抗冲击性得以提高;


(3)采用一般橡胶作为PP的抗冲击改性剂,在提高冲击强度的同时,降低了产品屈服强度,而使用POE在增韧的同时,仍可保持较高的屈服强度及流动性图片


POE在PP改性中的应用


PP具有密度小、拉伸强度高、硬度高、屈服强度较高、热变形温度高等优点,且易加工,价格低廉,广泛应用于各个领域。但PP材料缺口冲击强度低,低温脆性尤为突出,使其应用受到限制,通过与弹性体共混来改善PP冲击性能是目前*广泛采用的方法。为优化PP性能,国内外都进行了大量的PP增韧改性研究,在多相共聚和共混改性方面取得了突破性进展。相比而言,共混改性简单易行,倍受青睐。


PP常采用的冲击改性材料有EPR、EPDM、LDPE、EVA、SEBS、POE、聚丁二烯-1、丁苯胶、顺丁胶等。其中以EPDM、LDPE、POE及SEBS*常用,加入量一般为10%左右。POE以优异的性能以及与聚烯烃良好的亲和性,与PP组成的POE/PP体系,广泛应用于汽车工业。


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