聚丙烯塑料的改性及應(yīng)用(三)(編輯修改稿)
2024-07-24 22:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 計(jì)2005年市場(chǎng)需求量可達(dá)20002500kt/a。 國(guó)內(nèi)透明PP的研制及其開發(fā)應(yīng)用較為滯后，但發(fā)展卻非常迅速。據(jù)初步調(diào)研，目前國(guó)內(nèi)透明PP已廣泛應(yīng)用于薄膜、片材、塑杯、微波爐及其他的注塑制品等方面。使用透明PP的廠家主要集中在東南沿海城市。1996年我國(guó)對(duì)透明PP的需求量為5kt，且全部依賴進(jìn)口，2000年市場(chǎng)需求量在100kt/a左右，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步開拓，到2005年國(guó)內(nèi)需求量達(dá)到200~300kt/a。透明PP需求量的不斷擴(kuò)大刺激了國(guó)內(nèi)PP生產(chǎn)廠家的開發(fā)熱情。揚(yáng)子石油化工股份有限公司研究院以PPF401及其相近牌號(hào)的PP為基料，采用DBS系列成核劑進(jìn)行了透明PP制備技術(shù)開發(fā)和市場(chǎng)推廣應(yīng)用工作，取得了較好的進(jìn)展，相關(guān)產(chǎn)品已進(jìn)入市場(chǎng)。另外，基于本公司生產(chǎn)的普通PP，通過添加適量的透明劑及其他相關(guān)助劑，優(yōu)化配方設(shè)計(jì)，調(diào)整加工工藝，在工業(yè)裝置上生產(chǎn)透明PP專用料PPJ301G，該專用料不僅具有普通PP質(zhì)輕、耐高溫、易加工成型等特點(diǎn)，其透明性、表面光澤度可與其他一些透明高分子材料相媲美，而且熱變形溫度、彎曲彈性模量等力學(xué)性能指標(biāo)也明顯提高。2001年，揚(yáng)子石化又開發(fā)出PIYF680、PFF700兩種透明專用料。洛陽石化總廠研究所以均聚聚丙烯PPF401為基礎(chǔ)樹脂，通過添加透明劑和自制母粒A、B，制得了透明PP片材專用料。實(shí)驗(yàn)表明，用雙螺桿擠出和后加透明劑的工藝制得的物料性能好，透明劑顯著提高了專用料的透明性和光澤度，添加特殊的母粒改善了專用料的抗沖擊、防老化等性能。上海石化公司推出的新催化劑體系聚合而成的雙峰分子量分布聚丙烯，具有高剛性、高透明度和較好的熱穩(wěn)定性，PP的撓曲模量可提高45%，從1500MPa提高到2200MPa。這種透明PP可用于生產(chǎn)高溫下使用的食品容器和一些需要光澤度及挺括度都好的制品，如洗滌劑瓶、礦泉水瓶等。此外還開發(fā)了高熔體流動(dòng)速率的無規(guī)共聚產(chǎn)品，具有高流動(dòng)性、高透明度、高光澤度和抗靜電等特點(diǎn)，特別適用于對(duì)透明度要求高的注塑成型容器和薄壁包裝盒等。在已經(jīng)聚合好的聚丙烯中加入成核劑，可以改變其結(jié)晶行為，從而提高其透明性，這是目前最為常用的方法。PP在從熔融狀態(tài)逐漸冷卻時(shí)，其結(jié)晶行為可以分為均相成核和異相成核兩種情況。均相成核：僅靠PP大分子鏈段自主運(yùn)動(dòng)，在溫度低到某一范圍時(shí)，某一部分率先形成結(jié)晶的核心，再逐漸擴(kuò)展成為有序排列的結(jié)晶區(qū)。異相成核：PP的大分子鏈依附于除PP以外的其它物質(zhì)上進(jìn)行有序排列。這些物質(zhì)可以是殘存在聚合物中的催化劑或丙烯單體中就已夾雜的雜質(zhì)，也可以是有意加入的有機(jī)或無機(jī)物。在PP中加入透明改性劑——成核劑，使其起到晶核的作用，使PP大分子在冷卻過程中，均相成核減弱，異相成核增強(qiáng)，而且隨著晶核數(shù)目的增加，PP結(jié)晶形成的微晶數(shù)量增多，晶體尺寸變細(xì)，就有利于提高其透光性。加入的成核劑可以分為不熔物透明改性劑和可熔物透明改性劑兩大類。前者如滑石粉、苯甲酸鈉、有機(jī)磷酸鹽等，后者如山梨醇縮合物等，可事先熔化并與熔融的PP形成均相物，而在體系冷卻時(shí)，透明改性劑先結(jié)晶成纖維狀網(wǎng)絡(luò)，纖維直徑只有10nm左右，小于可見光波長(zhǎng)。PP的大分子以這些網(wǎng)絡(luò)纖維為核逐步結(jié)晶，即可得到微細(xì)的結(jié)晶。[25]較之原料PP，經(jīng)過透明改性后PP的霧度下降，光澤性提高，剛性和維卡軟化點(diǎn)也有所提高，但拉伸強(qiáng)度下降，其它性能保持不變。見表36。表36 普通PP和透明PP的性能性能名稱普通聚丙烯透明聚丙烯霧度/%光澤度/%熔體流動(dòng)速率/（g/10min）結(jié)晶溫度/℃維卡軟化點(diǎn)/℃洛氏硬度/R95107拉伸強(qiáng)度/MPa彎曲模量/GPa彎曲強(qiáng)度/MPa缺口沖擊強(qiáng)度/（J/m）另據(jù)資料報(bào)導(dǎo)，%%%，拉伸強(qiáng)度、拉伸模量和沖擊強(qiáng)度都提高20%以上，斷裂伸長(zhǎng)率可以達(dá)到300%，維卡軟化溫度也有所提高。大慶石化研究院樹脂研究所等單位以均聚聚丙烯為基體樹脂，通過添加成核劑制成的透明PP專用料性能如表37所示[26]。表37 透明PP TX30C的性能項(xiàng) 目設(shè)計(jì)值實(shí)測(cè)值MFR/g（10min）1拉伸屈服強(qiáng)度/MPa霧度/%
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