聚丙烯的物理改性
在混合和複合過程中,在聚丙烯(PP)基體中添加有機或無機添加劑,以獲得高性能PP複合材料。主要方法包括填充改質和共混改質。
填充改性
在PP成型過程中,在聚合物中添加矽酸鹽、碳酸鈣、二氧化矽、纖維素、玻璃纖維等填料,以提高PP的耐熱性、降低成本、增加剛性、降低成型收縮率。 但PP的衝擊強度和伸長率會下降。 玻璃纖維作為一種優良的無機非金屬晶須,具有價格低廉、絕緣性好、耐熱、耐腐蝕、機械強度高等優點。 應用廣泛,玻纖填充改性PP的性能顯著提高。 但當玻璃纖維含量達到30%左右時,材料的力學性能可顯著提高。 玻璃纖維的過量添加會導致某些玻璃纖維的浸漬不充分,導致聚合物基體與玻璃纖維之間的粘結性能較差,導致複合材料的機械強度下降。 而且,隨著玻璃纖維含量的增加,複合材料的流動性下降,導致PP成型加工困難。
共混改性
將PP(聚丙烯)與聚乙烯、工程塑料、熱塑性彈性體或橡膠共混,以改善PP的性能。 共混改性是在密煉機、開煉機、擠出機等加工設備中完成的。 該工藝易於控制,生產週期短,成本低,可改善PP的著色性、加工性、抗靜電性、抗衝擊性等多種性能。 聚合物共混可以綜合利用各組分的優異性能,彌補各組分性能的不足,顯著提高共混物的綜合性能。 但共混PP的耐低溫性能和耐老化性能仍不理想。 在共混改性過程中,剪切力可能會導致一些大分子鏈被切斷並形成自由基,從而形成接枝或嵌段共聚物,有效地充當PP的增容劑。
PP改性技術極大地拓展了複合材料的應用領域和提高了產品的性價比,推動了PP的工程化進程,將其應用範圍從通用塑料拓展到了工程塑料。 近年來,PP改性技術的研發發展迅速,越來越多的新技術應用於PP改性,顯著提高了PP的綜合性能,並不斷拓展其應用領域,發展前景廣闊。
加固改造
在塑料中添加纖維材料,可以顯著提高塑料材料的強度,故名增強改性。 徑厚比大的材料可以顯著提高塑料材料的彎曲模量(剛性),也可以稱為補強改性。
PP(聚丙烯)增強改性主要採用的增強材料有玻璃纖維及其製品,還有碳纖維、有機纖維、硼纖維、晶須等。其中,玻纖增強PP所用的玻璃纖維有主要是無鹼玻璃纖維和中鹼玻璃纖維,其中以無鹼玻璃纖維用量最大。 玻璃纖維的直徑控制在6-15μm範圍內,玻璃纖維的長度必須保證在0.25-0.76mm之內,這樣既能保證產品的性能,又能使玻璃纖維良好分散。

一般認為製品中玻璃纖維的長度應大於0.2mm才具有改性效果。 玻璃纖維含量(質量分數)在10%~30%之間最佳,超過40%時性能下降。 此外,添加有機矽烷偶聯劑可以使玻璃纖維與PP形成良好的界面,提高複合體系的彎曲模量、硬度、載荷變形溫度,特別是尺寸穩定性。 玻璃纖維增強PP可提高機械強度和耐熱性,其耐水蒸氣、化學腐蝕、抗蠕變性能也良好。 可作為工程塑料用於多種場合,如風扇葉片、加熱器格柵、葉輪、燈罩、電爐、加熱器外殼等。
聚丙烯產量迅速增加的同時,其性能也在不斷提高,使其應用廣度和深度不斷發生變化。 近年來,通過聚合反應的改進或聚合後造粒過程中採取的措施,出現了一些具有獨特性能的聚丙烯新品種,如透明聚丙烯、高熔體強度聚丙烯。



