如何改善pp性能上的不足
时间：2018-05-16 作者：91再生 来源：91再生网
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何为韧性，何为刚性？
韧性与刚性相对，是反映物体形变难易程度的一个属性，在力学中有刚度和柔度两个物理量。
“刚度”是指物体发生单位形变时所需要的力的大小；
“柔度”则指物体在单位力下所发生的形变大小。
塑料的韧性和刚性是对立的概念，刚性越大材料越不容易发生形变，韧性越大则越容易发生形变。通常，刚性越大，材料的硬度、拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量均较大；反之，韧性越大，断裂伸长率和冲击强度就越大。
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增韧机理（银纹-剪切带理论）
在橡胶增韧塑料的共混体系中，橡胶颗粒的作用主要有两个方面：
一方面，作为应力集中的中心，诱发基体产生大量的银纹和剪切带；另一方面，控制银纹的发展使银纹及时终止而不致发展成破坏性的裂纹。
例如：HIPS基体韧性较小，银纹化，应力发白，银纹化体积增加，横向尺寸基本不 变，拉伸无细颈；增韧PVC，基体韧性大，屈服主要由剪切带造成，有细颈，无应力发白；HIPS/PPO，银纹、剪切带都占有相当比例，细颈和应力发白现象同时产生。
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PP增韧的那些事
聚丙稀（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，增韧改性一直被视为最有效的途径。
1、EPDM、EPR增韧PP体系
EPDM（乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物）、EPR（乙烯-丙烯二元共聚物）是PP传统最常用弹性体增韧材料，尤其以EPDM为主，两者具有高弹性和良好的耐低温性能，可改善PP的冲击性能和耐低温性能。由于两者结构中都含有丙基，因此与PP的相容性都很好，热稳定性非常高。在5%-30%的含量范围内，随其加入量的增大，体系的冲击强度近似线性迅速增大；但同时，体系的弯曲强度、拉伸强度、热变形温度等明显降低。
以EPDM为例，当PP/EPDM/滑石粉以100/20/10比例配合用于汽车保险杠时，不同生产厂家的性能如下表所示。
不同生产厂家PP/EPDM/滑石粉（100/20/10）复合体系的性能
2、PP/POE共混体系
PP/POE是近年来开发的弹性体增韧PP体系，其增韧效果最好，嫁给，耐候性好，流动性佳，热稳定性好，加工性能好，也是目前最常用的弹性体增韧PP体系。
POE与PP的相容性非常好，增韧效果尤其是低温增韧效果十分明显，优于EPDM、EPR，其增韧效果为POE>EPDM>EPR，且弯曲模量和拉伸强度下降幅度小，其下降次序为POE<EPDM<EPR。POE在PP中加入量超过15%时，增韧效果迅速提高。如在PP中加入30%POE时，其缺口冲击强度从纯PP的76.4J/m增加到626J/m。
刚韧平衡，PP增韧必须经历的那道坎
强度降低，这是所有PP增韧改进的同行必须面对的一个难题，如何做到增韧的同时又不降低强度甚至对强度有所提高（刚韧平衡），性价比更高地满足客户的需求？
3、无机刚性粒子增韧PP
利用橡胶或弹性体虽可显著地增加PP的韧性，但同时却降低了共混物的模量、强度和热变形温度，国外从80年代起出出了以刚性粒子代替弹性体或橡胶增韧聚合物的研究，国内李东明等率先提出了用CaC03、滑石粉、高岭土、云母、硅灰石、BaSO4等。
近年来，随着对无机刚性粒子表面处理技术的提高，无机刚性粒子在PP中的分散能力增大，无机粒子对PP不仅有增强作用还产生了神奇的增韧效果。填充量也由过去的40%上限增加到60%～70%。无机刚性粒子增强增韧PP技术研究院成功克服了PP改性不能同时增强又增韧的传统思想，为PP塑料的工程开辟了又一新的途径。
清华大学于建等研究了高填充PP/ CaC03复合材料，将CaC03用烷基羧酸盐和助偶联剂进行处理，即使在50%～60%的高填充量下，也能使PP的韧性提高一倍左右。
4、有机/无机纳米材料增韧
纳米材料是20世纪80年代刚刚发展起来的新材料，也是21世纪最有前途的新材料，受到了人们的广泛关注，无机纳米粒子由于表面缺陷少、非配对原子多、比表面积大，通过粒子效应可以改善PP的结晶行为、结晶结构以及界面区域聚丙烯的力学行为，从而达到即增强又增韧的目的。
我们有注意到，刚性的补偿也是弹性体增韧时可采用的方法：为了弥补刚性的损失，需在配方中加入刚性填料如碳酸钙、滑石粉及云母粉等；还可在弹性体增韧体系中加入AS、PMMA、等刚性有机树脂。
刚韧平衡，即在增韧的同时不降低材料的强度，实际生产中大家肯定遇到过，肯定也有众多改性高手有独特的工艺解决手段，小编认为这是一个业内需要集思广益而不断思考不断总结的问题。
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