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改善聚丙烯的透明性

2021年07月09日 陕西机械设备网

改善聚丙烯的透明性

透明聚丙烯(PP)的透明性能和光泽度可与典型的透明材料[如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等]相媲美,而且其热变形温度较典型透明材料高。透明PP的应用前景更为广阔,尤其适用于透明性要求高、需在高温下使用或消毒的器具,如透明热饮料杯、微波炉炊具、奶瓶、一次性餐具等。

透明聚丙烯凭借其价格性能比的优势而成为极具竞争力的新产品。其竞争优势体现在以下三方面:

(1)与其他透明材料相比,透明PP的密度小,相同体积的制件,PP的质量轻,相应降低了制品生产厂家的成本。

(2)加工性能有所改善。透明PP在其原树脂的优良加工性能基础上,加工的条件更宽;而且成型加工方法多样化,可以用于注塑、吹塑的挤出成型。

(3)产品价格较低。在同等使用性能条件下,透明PP制品的价格低于

PET、PVC、PS,故一些塑料厂商已开始使用透明PP料。

以聚丙烯为基础树脂,成核剂分别以0.15%,0.20%,0.25%,0.30%的比例加到PP中,经共混、密炼、挤出造粒,测其光学性能。

通过测试结果得出,随着成核剂添加量的增大,PP雾度降低,透光率增大。这主要是由于成核剂作为异相成核核心,增大了晶核的密度及结晶速率,从而使球晶细化,导致PP大分子的晶相区和非晶相区折光指数的差异缩小,从而增大了PP的透光率,改善了光学性能。

不同含量成核剂对PP光学和力学性能的影响

指标(0.20%)(0.25%)(0.30%)(0.15%)纯PP(无成核剂)

弯曲模量/Mpa15631687167114621584

雾度,%10.411.29.910.332.0

透光率,%91.890.889.790.590.0

从上表数据可以看出,随着成核剂加入量的增多,光学性能逐渐改善。加入成核剂后,PP的雾度降低了50~60%,透明度略有增加;同时,PP的弯曲模量也有明显的改善。

加工条件对PP光学性能的影响

试样一段/℃二段/℃三段/℃四段/℃雾度,%透光率,%

118022023019511.290.6

219023024021010.890.7

从上表数据可以看出,第一较第二的雾度下降了0、4%,透光率略有增加。

说明随着加工温度的升高,透明PP的光学性能得到改善。

基础树脂的熔体流动指数(MI)对PP光学性能的影响

在优化配方的研究过程中,除了加工条件对其光学性能的影响外,依据PP的成核机理,在制作透明PP的过程中,选择MI大的均聚PP作基料是有利的。

结论:

a)成核剂的加入不仅能显著改善均聚PP的光学性能,而且还可以改善其刚性。

b)透明PP和雾度和透光率受加工条件的影响。一般情况下,加工温度越高,光学性能越好。

c)在选择基础树脂时,应优先选择MI大的树脂作为基础树脂。

回收聚丙烯的改性利用

增强改性:

回收PP的拉伸强度较低,一般制品在18~25MPa左右,用短玻璃纤维(SGF)增强后,其拉伸强度可达30~35MPa左右。为了改进纤维与树脂的界面性能,常用偶联剂如KH550、KH560、 KH570等,偶联剂的用量一般是纤维含量的0.2%一1.5%,对不同情况有必要试验确定。

聚丙烯的氯化:

回收PP也可像回收PE一样进行氯化,氯化产物具有广泛的 应用。如APP经氯化可得到氯化APP(CAPP),它具有优良的粘 结性能,可制造粘结剂,用于粘结PE、PVC、PA、金属等材料,如用作包装复合膜、双层PP膜、PP膜—纸、PP膜—铝箔等的粘合剂。此外,CAPP也可以用作涂料、印刷油墨及极性树脂的加工助

剂等。

聚丙烯的接枝改性:

聚丙烯的化学改性还有接枝、嵌段等共聚改性。聚丙烯接枝改 性的目的是为了提高聚丙烯与金属、极性塑料、无机填料的粘结性 或增溶性。所用的接枝单体一般是丙烯酸及其酯类、马来酸酐及其 酯类、马来酰亚胺类等。接枝的方法有:①溶液法,在溶剂中加入过氧化物引发剂进行共聚;②辐射法,在高能射线下接枝;③ 熔融混炼法,在过氧化物存在下,于熔融状态下混炼,进行接枝,常常在双螺杆挤出机中进行。接枝改性的高分子材料的性能与接枝物的物化性能有关,也与接枝物的含量、接枝链的长度等有关,其

基本性能与聚丙烯相似,但与极性高分子材料、无机材料、橡胶等的相容性可大大提高,接枝PP的结晶度和熔点随接枝物含量的提高而下降,透明性和低温热封性却提高。

回收聚丙烯的交联改性:

回收聚丙烯也可像聚乙烯一样进行交联改性,改性的机理同前面介绍的聚乙烯交联相近。

聚丙烯的催化裂解和热裂解:

聚丙烯在380~C左右裂解,可进行热裂解和催化裂解。用硅/铝粉末(Si02/Al:03)作催化剂,催化剂可与裂解产物的气相和液相接触。研究表明,用液相接触催化剂方法,可得到69%的液体产物,具有沸点30~270℃的,2·C6到n-C1s石蜡油;气相接触催化,可获得54%(质量分数)液体产物,而且得到产物的速度要低得多。对于催化与非催化降解的研究表明,催化降解的液体产物的不饱和度要大大高于非催化降解,裂解产物也不一样。

聚丙烯在催化剂作用下于40013左右分解,可产生一系列物质。研究表明,催化剂含量的提高,可以提高液体产率,而气体和残留物的量降低;催化剂的种类对产率及组成影响不大。温度对裂解反应有影响,温度提高,成液率提高,而残留物百分比降低,气体量稍有降低。裂解气氛对裂解产物有影响,在水蒸气气氛下裂解 可以提高成液率。另外,其他废塑料的混入,未发现除各聚合物自身裂解产物以外的产物,即在裂解反应中没有交互作用如协同反应等发生。在中温裂解条件下,成液率在70%左右,适当改进技术可把成液率提高到85%左右。

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