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聚烯烴彈性體（POE）對(duì)通用塑料的改性
????????POE彈性體對(duì)通用塑料的改性主要是研究其作為增韌劑改性剛性通用塑料，提高剛性通用塑料的韌性或通過共混提高通用聚乙烯（PE）的性能。國(guó)內(nèi)外對(duì)PE/POE體系研究較少，越來越多的研究是關(guān)于POE增韌剛性PP的報(bào)道。
????????1、PE/POE體系
????????近年來，木塑復(fù)合材料因其成本低、性能好、質(zhì)量輕、對(duì)加工設(shè)備的磨損小等優(yōu)點(diǎn)受到普遍關(guān)注。但熱塑性塑料在填充木粉后復(fù)合材料變脆，限制了木塑復(fù)合材料的應(yīng)用和推廣。
????????采用廢木粉填充高密度聚乙烯(HDPE)制備木塑復(fù)合材料，采用茂金屬聚乙烯(mPE)和POE對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行增韌，并綜合評(píng)價(jià)了這兩種增韌劑的增韌效果。在兩者用量小于12份時(shí)，兩者的增韌效果相差不大;但在用量大于12份以后，用POE增韌的復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率增加十分迅速，而用mPE 增韌時(shí)增加幅度比較平緩;POE的增韌效果明顯優(yōu)于mPE。研究HDPE與POE共混物的力學(xué)性能和熱性能，熱分析結(jié)果表明HDPE和POE有一定的相互作用;當(dāng)POE含量≥5%時(shí)，材料在室溫下超韌。
????????POE改性PE制備的發(fā)泡材料具有良好的韌性、彈性和強(qiáng)度，可用于作粘合膠帶。將30份含離子結(jié)構(gòu)的PE和6.5份偶氮二甲酰胺加入到100份含30%的 POE和70%的Affinity PL 1845組成的混合物中，擠出成片材，輻射交聯(lián)，在250℃下發(fā)泡，所得1mm厚的泡沫片材具有良好的韌性，橫、縱方向的彎曲強(qiáng)度分別為30.2MPa和 24.3MPa。
????????POE/PE復(fù)合材料可制成微孔薄膜，用于電容器的隔離層、尿布、衛(wèi)生巾、包裝膜的隔離層等。
????????2、PP/POE體系
????????眾所周知，作為大宗的通用塑料品種，聚丙稀(PP)存在低溫韌性差和缺口敏感性大的缺點(diǎn)，因此，為了改善PP性能上的不足，彈性體增韌改性一直被視為最有效的途徑。雖然三元乙丙膠(EPDM)對(duì)PP有良好的增韌效果，但EPDM價(jià)格高，碎膠有一定困難，流動(dòng)性也不太理想。POE的問世，使其在用于PP的增韌改性方面具有傳統(tǒng)彈性體無法比擬的優(yōu)勢(shì)。POE增韌PP不僅可以克服EPDM增韌PP的不足，而且還賦予PP更高的韌性、高透明性、高性能/價(jià)格比等特點(diǎn)。研究指出，與EPDM增韌PP相比，無論是對(duì)于普通PP、共聚PP還是高流動(dòng)性PP，POE的增韌效果都優(yōu)于EPDM，而且彎曲模量及拉伸強(qiáng)度降低小。POE中的辛烯含量影響POE對(duì)PP的增韌效果，隨著POE中辛烯含量的增加，POE的結(jié)晶度、熔點(diǎn)和密度均降低，柔順性增加，對(duì)PP的增韌效果提高。
????????商品化的POE本身呈顆粒狀，可以直接加入到PP等其它材料中實(shí)行改性。因此POE比EPDM橡膠改性劑加工操作上更為簡(jiǎn)便，這樣可大大降低生產(chǎn)成本。研究了PP/POE共混體系并與PP/EPDM共混體系進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，兩種共混體系具有相似的結(jié)晶行為，其力學(xué)性能相似，但PP/POE共混物具有更低的轉(zhuǎn)矩，加工性能較好。作為PP沖擊改性劑，POE較EPDM具有明顯的價(jià)格、性能優(yōu)勢(shì)。
????????研究PP/POE共混體系的相態(tài)結(jié)構(gòu)、增韌機(jī)理以及共混體系的力學(xué)性能。研究結(jié)果表明在相同條件下，POE加入量比EPDM少，POE用量為20份時(shí)就可使共混合金實(shí)現(xiàn)脆韌轉(zhuǎn)變。在PP/POE共混體系中，POE在PP連續(xù)相中形成均勻的“海-島”結(jié)構(gòu);POE對(duì)PP增韌改性符合銀紋剪切機(jī)理，可有效提高PP的常溫、低溫沖擊強(qiáng)度。
????????研究POE對(duì)等規(guī)聚丙烯的增韌作用。當(dāng)POE質(zhì)量分?jǐn)?shù)在15%~25%之間，共混物沖擊強(qiáng)度緩慢增加;繼續(xù)增加POE質(zhì)量分?jǐn)?shù)，沖擊強(qiáng)度迅速增加;當(dāng) POE質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%時(shí)，沖擊強(qiáng)度最大。形態(tài)結(jié)構(gòu)分析表明，隨著POE質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，分散相尺寸增加;共混物組分的協(xié)同作用使沖擊強(qiáng)度顯著提高。
????????3、通用塑料/POE/無機(jī)填料體系
????????如何減少增韌劑POE的用量來降低成本又不影響到增韌效果，這是通用塑料/POE體系研究開發(fā)的熱點(diǎn)與方向。在共混物中添加無機(jī)或有機(jī)填料可使制品的原料成本降低達(dá)到增量的目的，或使制品的性能有明顯的改善，近年來可見在通用塑料/POE共混體系中加入無機(jī)填料的報(bào)道。
????????針對(duì)回收高密度聚乙烯(RHDPE)制得的管材環(huán)剛度不足的缺點(diǎn)，采用滑石粉和自制的改性POE(MPOE)對(duì)RHDPE進(jìn)行了改性，研究了滑石粉和MPOE用量對(duì)共混體系力學(xué)性能的影響。
????????結(jié)果表明，當(dāng)RHDPE/MPOE/滑石粉的質(zhì)量配比為50/10/40時(shí)，體系的綜合力學(xué)性能最好。當(dāng)滑石粉用量為40%時(shí)，制得的RHDPE管材的環(huán)剛度比非改性RHDPE管材提高54%。同時(shí)他們還研究PVC/MPOE/無機(jī)填料體系的力學(xué)性能，結(jié)果表明：當(dāng)填充母料中滑石粉或碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 70%時(shí)，三元復(fù)合體系的綜合性能最好。
????????國(guó)內(nèi)外對(duì)PP/彈性體和PP/無機(jī)納米粒子體系進(jìn)行了研究，這兩種體系所表現(xiàn)出的韌性的提高或剛性的增加都是以犧牲其他性能為代價(jià)的，因此，將彈性體的增韌和無機(jī)納米粒子的增韌增強(qiáng)同時(shí)結(jié)合起來，生成一種PP/彈性體/無機(jī)納米粒子的多相復(fù)合體系正逐漸成為研究的新熱點(diǎn)。
????????采用合金化技術(shù)和填充復(fù)合工藝，制得高性能的PP/POE/納米高嶺土三元復(fù)合材料。研究結(jié)果表明，納米高嶺土和彈性體POE對(duì)PP增韌具有協(xié)同作用，呈現(xiàn)的并不是二者獨(dú)立增韌作用的簡(jiǎn)單加和;納米高嶺土的最佳用量為5%，用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察PP/POE(20%)/納米高嶺土(5%)的沖擊斷面，可以看到高嶺土粒子被基體所包覆以層狀結(jié)構(gòu)分散于共混物基體中，界面結(jié)合牢固。
????????研究PP/POE/納米SiO2復(fù)合材料后得出結(jié)論：熔融共混法使POE與SiO2均勻分散在PP基體中，當(dāng)PP/POE/納米SiO2比例為100 /15/4時(shí)，復(fù)合材料的綜合性能最佳。雖然納米SiO2粒子在PP中的分散呈微粒團(tuán)聚體分布，但與其本身的二次粒子粒徑相當(dāng)且小于臨界粒徑，因此在受到?jīng)_擊時(shí)起到了吸收能量阻礙裂紋擴(kuò)展的作用，從而提高了材料的韌性。
????????對(duì) PP/彈性體/納米CaCO3復(fù)合材料進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)材料沖擊強(qiáng)度良好;選用POE比HDPE增韌效果好，材料拉伸強(qiáng)度隨彈性體的含量增大而下降。透射電子顯微鏡(TEM)觀察顯示，納米CaCO3在PP基體中已達(dá)到納米分散。研究得出納米CaCO3改善了因POE使材料硬度降低所造成的不足，拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度都得以提高;活化納米CaCO3的改性效果大大優(yōu)于未活化的，用量為8份左右增強(qiáng)效果最佳;復(fù)合材料同時(shí)實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)和增韌。
????????PP/POE體系具有優(yōu)異的綜合性能，現(xiàn)已開發(fā)出多種產(chǎn)品，特別是汽車保險(xiǎn)杠具有廣闊的市場(chǎng)前景。通常要求PP保險(xiǎn)杠專用料的缺口沖擊強(qiáng)度(常溫)大于 500J/m，-40℃的缺口沖擊強(qiáng)度≥50J/m。采用PP為基礎(chǔ)樹脂，POE為增韌劑，滑石粉為增強(qiáng)填料，制得性能符合要求的汽車保險(xiǎn)杠專用料。改性過的PP具有超高抗沖擊強(qiáng)度，其缺口沖擊強(qiáng)度高達(dá)723J/m，且具有增強(qiáng)的柔軟性、優(yōu)良的耐熱、耐低溫及耐老化性能。以小本體聚丙烯(PP)為基料，通過與共聚丙烯(CPP)、POE、硅灰石以及其它助劑共混改性，制得保險(xiǎn)杠、門板汽車專用料。檢測(cè)分析表明，PP/CPP/POE/硅灰石共混體系配方設(shè)計(jì)合理、工藝路線、參數(shù)正確。當(dāng)PP：CPP：POE：硅灰石質(zhì)量比為45~48：26~29：19~22：4~6時(shí)，共混料完全可以滿足汽車保險(xiǎn)杠性能要求;當(dāng)PP：CPP：POE：硅灰石質(zhì)量比為45~50：27~29：3~6：17~20時(shí)，共混料完全可以滿足汽車門板性能要求。研究中發(fā)現(xiàn)，POE 改性PP的綜合性能好于傳統(tǒng)增韌劑;硅灰石也有一定的增韌功能，部分起到了玻璃短纖維的作用。
????????通過PP與彈性體交聯(lián)的方法可以得到熱塑性硫化膠(TPV)，TPV在實(shí)際生產(chǎn)中有很高的應(yīng)用價(jià)值。將POE接枝乙烯基硅烷并分散于PP中，共混物經(jīng)水解水交聯(lián)得到TPV;所得TPV易于加工成制品，并具有優(yōu)秀的表面性能。制品具有高斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，寬范圍的邵氏硬度，非常低的霧度，使用了POE 而無氣味，可以廣泛應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。
