ポリプロピレンの物理的変性
高性能なポリプロピレン（PP）複合材料を得るために、混合・配合工程中にPPマトリックスに有機または無機添加剤を加える。主な方法としては、充填改質とブレンド改質がある。
充填変更
PPの成形工程では、ポリマーにケイ酸塩、炭酸カルシウム、シリカ、セルロース、ガラス繊維などのフィラーを添加し、PPの耐熱性向上、コスト削減、剛性の向上、成形収縮の低減を図ります。 ただし、PPの衝撃強度や伸びは低下します。 ガラス繊維は、優れた無機非金属ウィスカーとして、低価格であり、絶縁性、耐熱性、耐食性、機械的強度に優れています。 広く使用されており、ガラス繊維充填改質PPの性能が大幅に向上します。 ただし、ガラス繊維の含有量が約 30% に達すると、材料の機械的特性が大幅に向上します。 ガラス繊維を過剰に添加すると、一部のガラス繊維の含浸が不十分となり、ポリマーマトリックスとガラス繊維間の接着性能が低下し、複合材料の機械的強度が低下することがあります。 さらに、ガラス繊維の含有量が増加すると、複合材料の流動性が低下し、PP の成形および加工が困難になります。
ブレンド変更
PP（ポリプロピレン）にポリエチレン、エンジニアリングプラスチック、熱可塑性エラストマー、ゴムなどをブレンドし、PPの性能を向上させます。 ブレンドの変更は密閉型ミキサー、オープンミル、エクストルーダーなどの処理装置で完了します。 このプロセスは制御が容易で、生産サイクルが短く、低コストであり、着色性、加工性、帯電防止性、耐衝撃性などのPPのさまざまな特性を向上させることができます。 ポリマーをブレンドすることで、各成分の優れた特性を総合的に活用し、各成分の特性の欠点を補い、ブレンドの総合性能を大幅に向上させることができます。 しかし、ブレンド PP の耐低温性と耐老化性は依然として理想的ではありません。 ブレンド変性中、せん断力により一部の大きな分子鎖が切断され、フリーラジカルが形成される可能性があります。フリーラジカルはグラフトまたはブロックコポリマーを形成し、PP の相溶化剤として効果的に作用します。
PP改質技術は、複合材料の応用分野を大幅に拡大し、製品の費用対効果を向上させ、PPのエンジニアリングプロセスを促進し、その適用範囲を一般プラスチックからエンジニアリングプラスチックに拡大しました。 近年、PP改質技術の研究開発は急速に発展しており、ますます多くの新技術がPP改質に適用されており、PPの総合性能が大幅に向上し、その応用分野が継続的に拡大しており、幅広い発展の見通しが立っています。
補強の変更
プラスチックに繊維材料を添加すると、プラスチック材料の強度が大幅に向上するため、強化改質と呼ばれています。 直径と厚さの比が大きい材料は、プラスチック材料の曲げ弾性率 (剛性) を大幅に向上させることができます。これは、強化の変更とも呼ばれます。
PP（ポリプロピレン）の強化改質に主に使用される強化材は、ガラス繊維およびその製品のほか、炭素繊維、有機繊維、ボロン繊維、ウィスカーなどです。このうち、ガラス繊維強化PPに使用されるガラス繊維は、無アルカリガラス繊維と中アルカリガラス繊維が多く、無アルカリガラス繊維が最も多い。 ガラス繊維の直径は6〜15μmの範囲内に制御され、ガラス繊維の長さは0.25〜0.76mmの範囲内に保証される必要があります。これにより、製品の性能が保証され、ガラス繊維がよく分散されます。
一般に、改質効果を得るには、製品内のガラス繊維の長さは 0.2 mm 以上である必要があると考えられています。 ガラス繊維の含有量（質量分率）は10～30％が最適で、40％を超えると性能が低下します。 さらに、オルガノシランカップリング剤を添加すると、ガラス繊維とPPが良好な界面を形成し、複合システムの曲げ弾性率、硬度、荷重変形温度、特に寸法安定性が向上します。 ガラス繊維強化PPは機械的強度と耐熱性を向上させることができ、水蒸気、化学腐食、クリープに対する耐性も良好です。 エンジニアリングプラスチックとして、ファンブレード、ヒーターグリル、羽根車、ランプシェード、電気炉、ヒーターハウジング等に幅広く使用されています。
ポリプロピレンの生産量は急速に増加していますが、その性能も常に向上しており、その用途の幅と深さは常に変化しています。 近年、重合反応の改良や重合後の造粒時の工夫により、透明ポリプロピレンや高溶融強度ポリプロピレンなど、ユニークな特性を持った新しいポリプロピレンが登場しています。
