洗衣机用PP复合材料的研制
PP共混改性配方大全
PP共混改性配方大全聚丙烯是目前用量最大的通用塑料之一，但较高的结晶度也给PP造成低温韧性差、成型收缩率大和缺口敏感性大等缺点，在一定程度上限制了其更广泛的应用。
共混改性是PP增韧的最有效途径。
它是利用组份之间的相容性或反应共混的原理，将两种或两种以上的聚合物与助剂在一定温度下进行机械共混，最终形成一种宏观上均匀，微观上相分离的新材料。
通过对PP的共混故性，可以使其综合性能大大提高，从而和工程塑料及聚合物合金在众多应用领域里竞争。
PP共混改性使用的主要共混物物及改性效果如下表：PP接下来就是干货满满的具体改性配方和工艺啦!1、PP/LDPE共混改性配方树脂PP100;相容剂PE-g-MAH5;LDPE20;润滑剂HSt0.3;加工工艺将PP与PE、相容剂及助剂按配方比例混合、搅拌、挤出造粒，制成改性材料。
挤出机料筒温度为：一段210℃，二段215℃，三段210℃;螺杆长径比为25：1;螺杆转速为120～160r/min。
性能PP与PE共混，可改善PP的韧性，增大低温下落球冲击强度。
按配方比例的共混材料的屈服应力13.6MPa;屈服应变率为12.3%，断裂应力为4.78MPa;断裂应变率为114.6%。
2、PP/HDPE共混改性配方树脂PP57.35;抗氧剂10760.2;HDPE40;PEPQ0.2;交联剂叔丁基过氧基异丙苯0.15;加工助剂硬脂酸镁0.1;填充剂硅灰石2;加工工艺在常温常压下，将各组分按配方比例在高速混合机中混合10min，然后采用双螺杆挤出机进行熔融共混，挤出造粒。
挤出温度150-220℃，螺杆转速为300r/min，经切粒、干燥工序制得PP/HDPE共混改性材料。
性能拉伸强度34.8MPa，悬臂梁冲击强度49.3J/m。
该材料表面消光效果良好，可用于包装、日用品和建筑材料等领域。
3、PP/LLDPE共混改性配方树脂PP(EPF30R)60-70;钛酸酯偶联剂(ND2-311)适量;LLDPE15-20;抗氧剂增韧剂POE(8150)5～10;光稳定剂适量;填充剂滑石粉(平均粒径12μm)10～15;加工工艺等高速混合机预热至110℃，加入一定量的无机填料，低速搅拌15min后，分三次加入填料质量分数为2%的偶联剂，每次加入偶联剂后，高速搅拌5min，然后放出填料备用。
PPnano-CaCO3(纳米碳酸钙-聚丙烯)复合材料的注射成型及力学性能实验
PP/nano-CaCO3（纳米碳酸钙-聚丙烯）复合材料的注射成型及力学性能实验一、实验目的1 了解纳米CaCO3对PP的增韧效果、原理。
2 熟悉PP复合材料的注射成型制备过程。
3 了解复合材料的力学性能测试。
4 了解电镜测样原理和具体步骤。
二、实验原理1、纳米CaCO3对PP的增韧效果原理聚丙烯(PP)是一种综合性能较优异的热塑性塑料，广泛应用于医疗器具、汽车零部件、家庭用品、办公用品、建筑材料、化工管道以及大量的运输和包装材料等方面，制品具有耐热好、化学稳定性高和成型性好等优点。
但同时PP也存在冲击韧性低，低温易脆裂，耐候性差强度、模量、硬度低，成型收缩大，尺寸稳定性差，制件易变形等缺点。
这些缺点大大限制了PP的应用，并且给实际生产带来了许多麻烦，因此，对PP进行改性研究以拓宽其应用领域成了学者们研究的热点。
纳米碳酸钙（nano-CaCO3）填充PP是一种具有广泛应用前景的复合材料，nano-CaCO3原料来源丰富且价廉易成型加工，制品的耐热性、硬度、刚性及尺寸稳定性均优于PP塑料所以引起了国内外众多学者的广泛关注。
本实验通过熔融共混的方法将nano-CaCO3填充到PP中，研究了nano-CaCO3用量对PP力学性能的影响及其在PP中的分散状况2、PP复合材料的注射成型制备过程⑴合模与开模。
合模是动模前移，快速闭合。
在与定模将要接触时，依靠合模系统的自动切换成低压，提供低的合模速度，低的合模压力，最后切换成高压将模具合紧。
开模是注射完毕后，动模在液压油缸的作用下首先开始低速后撤，而后快速后撤到最大开模位置的动作过程。
⑵注塑阶段。
模具闭合后，注塑机机身前移使喷嘴与模具贴合。
油压推动与油缸活塞杆连接的螺杆前进，将螺杆头部前面已塑化均匀的物料以规定的压力和速度注射入模腔，直到熔体充满模腔为止。
⑶保压阶段。
熔体充模完全后，螺杆施加一定的压力，保持一定的时间，是为了解决模腔内熔体因冷却收缩造成制品缺料时，能及时补塑，使制品饱满。
pp增韧及pp、pe共混
PP增韧及PE/PP共混改性研究摘要：从塑料增韧聚丙烯(PP)体系（主要是与PE共混）、橡胶或热塑性弹性体增韧PP体系以及无机刚性粒子增韧PP体系3个方面详细论述了国内外PP共混增韧改性的研究进展。
采用塑料类作为改性剂增韧PP，虽可增韧，但是由于体系的不相容性，往往要大量使用改性剂或添加相容剂。
PE 增韧P P 的效果取决于共混物中PE 的用量, 当PE 质量分数达到25%～40 %时, 共混物既有良好的韧性和拉伸强度,又有较好的加工性能。
使用橡胶或者热望性弹性体与PP共混增韧效果最为明显。
但由于随着弹性体用量的增加，体系在冲击强度大幅提高的同时也出现了刚性等性能的损失。
此外，还就近年发展起来的无机刚性粒子增韧PP的研究工作进展和机理研究情况作了介绍。
关量词：聚丙烯增韧聚乙烯共混改性聚丙烯(PP)是通用热塑性树脂中增长最快的品种之一，广泛应用于工业生产的各个领域。
PP生产工艺简单，价格低廉，有着优异的综合性能。
而其亟待克服的最为突出的缺点是它的缺口敏感性显著，即缺口冲击强度较低，尤其在低温时更为突出，因此在实际应用中需要进行增韧。
PP共混增韧方法以其效果显著、工业化投资少且迅速易行等特点而广为应用。
共混增韧改性是指用其他塑料或弹性体等作为改性剂与PP共混，以此改善PP的韧性。
常用的改性材料主要分为塑料、橡胶或弹性体以及无机刚性粒子等几类。
1.塑料增韧PP体系采用塑料类作为PP增韧的改性剂．不仅可以达到增韧的目的，而且可使材料的耐磨性、染色性等得到改善，且价格较为低廉。
应用较多的有高密度聚乙烯(HDPE)、线型低密度聚乙烯(ILDPE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚氯乙烯、聚酰胺(PA)等。
但由于他们与PP的不相容性，要使体系达到较高的韧性往往需要加大改性剂用量或添加相容剂。
1．1PP／聚乙烯(PE)1.1.1 高密度聚乙烯结构、性能及应用高密度聚乙烯(HDPE)是在每1000个碳原子中含有不多于5个支链的线型分子所组成的聚合物。
PETPP复合材料的结构和性能
为了改善PETPP复合材料的界面相容性，可以采用添加相容剂、对基体材料进行改性等方法。相容剂的加入可以 降低基体材料和增强材料之间的界面张力，提高界面粘结强度；对基体材料进行改性可以改善其与增强材料之间 的相容性，提高复合材料的综合性能。
03
PETPP复合材料的性能
力学性能
01
功能性PETPP复合材料的开发
导电PETPP复合材料
通过添加导电填料如炭黑、金属粉末等，赋予PETPP复合 材料导电性能，可用于电磁屏蔽、防静电等领域。
耐热性PETPP复合材料
针对PETPP的热稳定性进行改进，通过添加耐热性树脂或 无机填料，提高材料的热变形温度和耐热性，适用于高温 环境下的应用。
耐化学腐蚀性
该材料对酸、碱、盐等化学物质具有 良好的耐腐蚀性，能够长期保持其性 能稳定。
04
PETPP复合材料的制备 工艺
原料选择与预处理
PET和PP的选择
01
选择高纯度、低含水量的PET和PP原料，确保复合材料性能稳
定。
原料干燥
02
对PET和PP原料进行充分干燥，去除水分，避免加工过程中产
生气泡和缺陷。
02 03
玻璃纤维增强PETPP复合材料
玻璃纤维具有优异的耐腐蚀性、绝缘性和低成本等特点，与PETPP复合 后可提高材料的耐候性、耐磨性和拉伸强度，广泛应用于汽车、建筑等 领域。
生物基增强材料
利用可再生资源如木质素、纤维素等生物基材料作为增强体，与PETPP 复合制备生物基复合材料，具有环保、可降解等优点，是未来绿色复合 材料的发展方向。
精密部件
PETPP复合材料还可用于制造电子电器行业的精 密部件，如连接器、开关、插座等，具有良好的 尺寸稳定性和耐磨性。
聚丙烯／竹粉发泡复合材料的性能研究
Ｚ Ｏ ｉ ｘ ｇ Ｉ ｉｏ ｉ，Ｃ Ｅ ｉ ｕ Ｈ Ｕ Ｘ ａ ｉ ，Ｌ Ｎ Ｑａ。ａ Ｈ Ｎ Ｌ— ｉ ’ｎ ｊ ｈ
（ ｕｉ ｇ ｃ ｌ ｒ ａ ｄＦ ｒｓ ｙＵ ｉ ｒｉ ，Ｍａ ｒ ｌ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ ｏ ｅ ｇ ｅ ｕｈ ｕ３ ０ ０ ，Ｃ ｉａ Ｆ ｊ ｎ Ａ ｒ ｕｔ ｅ ｎ ｏｅｔ ｎｖ ｓ ｙ ａ ｉ ｕ ｒ ｅ ｔ ｔ ａ ｎ ｉｅ ｒ ｇＣ ｌ ａｕ ，Ｆ ｚ ｏ ５ ０ ２ ｈｎ ） ｅ ｓ ｉ ｉ ｌ
塑 料工 业
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ＣＨＩ ＮＡ ＰＬＡＳ ＣＳ Ｉ ＴＩ ＮＤＵＳＴＲＹ
Байду номын сангаас
第 ３ 第 ２期 ９卷 ２ １ 年 ２月 ０１
聚丙烯／ 竹粉 发 泡 复合 材料 的性 能研 究
周 吓星 ，林 巧佳 ，陈礼辉
（ 建农 林 大学 材 料 工 程 学 院 ，福 建 福 州 ３０ ０ ） 福 ５０ ２
中图 分 类 号 ：Ｔ ３８ Ｑ ２ 文 献标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１０ ５ ７ （０ １ ２—０ ｌ ０ ５— ７０ ２ １ ）０ ｌＯ—ｏ ４
Ｓｔ ｄ ｎ Ｐｒ ｐｅ ｔｅ ｆ ＰＰ／ ｍｂｏ ｏ ｒ Ｆｏ ｍ ｅ ｍ ｐ ｓｔ ｕ ｙ ｏ ｏ ｒｉ ｓ ｏ Ｂａ ｏ Ｆｌ ｕ ａ ｄ Ｃｏ ｏ ｉｅ
ｂ ｎ ｉ ｇ ｓｒ ｎ ｔ ｎ ｒａ ｅ ｔｆｒｔａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｒ ａ ｅ ｅ ｄ ｎ ｔｅ ｇ ｈ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ａ ｉｓ ｎ ｈ ｎ ｄ ｃ ｅ ｓ ｄ； ｔ Ｔ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ； ｔ ｅ ｅ ｏ ｇ ｔｏ ｔｂ ｅ ｋ， ｔｎ ｉ ｈｅ ＶＳ ｎ ｒ ａ ｅ ｈ ｌｎ ａｉｎ ａ ｒ ａ ｅ ｓｌ ｅ ｓｒ ｎ ｔ ｎ ｏｃ ｅ ｍｐ ｃ ｔｅ ｇ ｈ ｄ ｃ ｅ ｓ ｄ． Ｔ ｐ ｉ ｍ ｍｏ ｎ ｆＡＣ ｆ ａ ｎ ｇ ｎｔｗａ ． ｔｅ ｇｈ ａ ｄ ｎ ｔｈ ｄ ｉ ａ ｔｓｒｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｅ ｈｅ ｏ ｔｍｕ ａ ｕ ｔｏ ｏ ｍｉ ｇ ａ ｅ ｓ ０ ５％ ． ｔ ｈｅ
纤维增强聚丙烯复合材料研究进展
理,使用单台挤出机和注塑机制备椰壳/聚丙烯复 合 材
有出色的机械性能,
包括高拉伸强度、高拉伸模量、
出色的
料。结果显示:经 过 化 学 处 理 的 复 合 材 料 具 有 更 好 的
抗压强度、
低密度。使用碳纤维作为增强材料可获得具有
机械性能,复合 材 料 的 机 械 性 能 随 纤 维 负 载 量 的 增 加
高强机械性能的轻质材料。在未来,
低成本的碳纤维可能
而增加。但是,与 30% 的 纤 维 相 比,纤 维 含 量 为 35%
会为许多技术提供巨大的应用前景。
载量为30% 的椰壳纤维增强聚丙烯具有最佳的机械性
程中加入马来酸 酐 接 枝 聚 丙 烯,并 详 细 研 究 所 得 复 合
能。
材料的机械性能和结晶行为。发现复合材料的界 面 相
2.
摘
要:聚丙烯作为常用的商品聚合物之一,因其耐紫外性 差、易 氧 化 等 缺 点 限 制 了 其 应 用,因 此 生 产 聚 丙 烯 复 合 材
料是拓展聚丙烯使用范围的途径之一。目前多种纤维可用作 热 塑 性 聚 丙 烯 基 体 的 增 强 材 料,从 纤 维 素 纤 维、有 机 合 成 纤
维、无机纤维对纤维增强聚丙烯复合材料进行了论述,并从复合原料、界面相容方法等方面分析聚丙烯复合材料发展 现 状
基体表现出明显的增强作用,改善了 PP 材料的力学性
100% 以上。
2
.2 芳纶
芳纶是具有强度高、模量高、比重低、抗 冲 击 性 高、
耐热性好,优异的抗疲劳性和抗蠕变性,是防弹装 备 的
[]
KUMAR V 等 9 把 马 来 酸 酐 聚 丙 烯 用 作 相 容 剂,
用不同的填料 与 稻 壳 增 强 聚 丙 烯 复 合 材 料 进 行 对 比,
改性PP在家用电器中的应用
对聚丙烯材料的改性一般是通过矿物质增强增韧、耐侯改性、玻璃纤维增强、阻燃改性和超韧改性等几个途径。每一种改性产品在家用电器领域都有着大量的应用。由于超韧改性材料一般只用于制造汽车保险杠，故在此不做赘述。
矿物质增强增韧聚丙烯材料
矿物质增强增韧是最为普遍的改性途径之一。向聚丙烯原料中添加的矿物质通常是碳酸钙、滑石粉、硅灰石、玻璃微珠、云母粉等。这些矿物质不仅可以在一定程度上改善聚丙烯材料的机械性能和冲击韧性，降低聚丙烯材料的成型收缩率以加强其尺寸稳定性，并且由于矿物质与聚丙烯基体在成本上的巨大差别，可以大幅度降低聚丙烯材料的成本。
玻Hale Waihona Puke 纤维增强聚丙烯材料 通常，聚丙烯材料本身的机械性能距离工程结构件的要求差别很大，一般拉伸强度在20～30MPa之间，弯曲强度在25～50MPa之间，弯曲模量在800～1500MPa之间。如果要想把它用在工程结构件上，就必须使用玻璃纤维进行增强。一般，
通过玻璃纤维增强的聚丙烯产品的机械性能能够得到成倍甚至数倍的提高。具体来说，拉伸强度达到了65～85MPa，弯曲强度达到了70～95MPa，弯曲模量达到了3000～4500MPa。这样的机械强度完全可以与ABS和增强ABS产品相媲美，并且更耐热。一般，ABS和增强ABS的耐热温度在80℃～98℃之间，而玻璃纤维增强的聚丙烯材料的耐热温度可以达到135℃～145℃。它可以被用来制作冰箱、空调等制冷机器中的轴流风扇和贯流风扇，其成本要比ABS增强产品或AS增强产品低很多。此外，它也可以用于制造高转速洗衣机的内筒以适应其对机械性能的高要求。
耐侯改性聚丙烯材料
由于聚丙烯含有不稳定的叔碳基团，经光、热、氧作用后，易发生老化降解而导致变色、强度下降等问题，从而限制了其在户外制品上的应用。因此，通过对聚丙烯进行耐候改性，可以大幅度提高聚丙烯材料在户外恶劣气候条件下的使用寿命。该改性料主要用于制造常年暴露在露天下的家用电器，尤其是用于制造空调器室外主机外壳，以替代传统的金属喷塑外壳，从而克服了原来的金属喷塑外壳所存在的制作工艺复杂、成本高、重量较大、容易生锈（可影响整机性能和使用寿命）等缺点，最终减轻了工人的劳动强度、降低了能耗、延长了使用寿命。这项技术最早是由日本住友和三菱化学株式会社合作于20世纪90年代初开发成功并投入使用的。
改性塑料PP在家电领域的应用
改性塑料PP在家电领域的应用PP具备成本低、重量轻、性能好等优点，PP材料通过改性使其具备阻燃、抗静电、抗菌、耐候等特点，在家电领域的应用有越来越广泛之势。
聚赛龙改性塑料PP在家电领域应用的有耐候PP、阻燃PP、增强PP、高光泽PP、耐热PP、抗菌PP等。
耐候改性塑料PP通过对PP塑料进行耐候改性，可以大幅度提高PP材料在户外恶劣气候条件下的使用寿命。
耐候PP改性塑料主要用于制造常年在露天使用的家用电器，如空调器室外主机外壳、空调室外机轴流风叶和暖风机出风口等。
聚赛龙耐候级PP有PP310、PP310-2、PP310J等，材料具有耐候性、抗紫外、抗热氧老化的特点，应用于室外空调机部件、户外用品等。
阻燃改性塑料PP在阻燃PP产品中，有63%的要求达到UL94V-0 级，23%要求达到UL94V-2级，12%为DIN4102B1级，1%为其他阻燃级别。
PP的高结晶和易燃性使其达到电气及其他行业所需要高阻燃级别困难，且成本增加较多，但随着社会对塑料制品阻燃要求的提高，阻燃PP的比例会随之增加，目前阻燃PP的年增长率为8%。
通过阻燃改性，PP产品能够达到UL94V-0级，并且能耐650℃甚至750℃灼热丝而不起燃。
这种阻燃改性的PP材料一般被用于制作诸如电视机外壳、洗衣机控制盘座、线控器壳、冰箱蒸发皿、通风道等具有潜在燃烧危险的部件。
聚赛龙阻燃级改性塑料PP有FRPP410+、FRPP420、FRPP412，材料具有环保、阻燃、热稳定性、加工性好的特点，应用于电子电器部件、家电外壳。
玻纤增强改性塑料PPPP材料的拉伸强度在20M~30MPa之间，弯曲强度在25M~50MPa之间，弯曲模量在800M~1500MPa之间。
如果要想把PP用在工程结构件上，就必须进行玻纤增强改性。
通过玻纤增强的PP产品的机械性能能够得到成倍甚至数倍的提高，拉伸强度达到了65MPa~90MPa，弯曲强度达到了70MPa~120MPa，弯曲模量达到了3000MPa~4500MPa，这样的机械强度完全可以与ABS及增强ABS产品相媲美，并且更耐热。
玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备及其性能
研究与开发CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2022， 39（4）： 29聚丙烯（PP）因其优良的力学性能、化学稳定性，以及低廉的成本，在汽车制造、建筑建材、包装材料等方面得到广泛应用；但PP的低温易脆断、成型收缩率大、尺寸稳定性低的问题，限制了其进一步应用［1］。
采用PP制造的塑性材料，拉伸强度仅为30~40 MPa，难以满足高强度应用领域的需求，而非极性PP较差的亲水及抗静电性能，进一步限制了材料的二次加工［2-3］。
因此，为扩展PP的工程应用领域，对PP的改性成为研究热点［4-6］。
通常，采用化学方法改变PP的原子种类和组成方式来提升PP复合材料的综合性能，包括交联、氯化、互穿聚合物网络等［7-10］。
利用物理改性来改变PP 的聚集态结构，改变材料的性能，应用较多的有填DOI：10.19825/j.issn.1002-1396.2022.04.06玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备及其性能程军生（玉林师范学院，广西 玉林 537000）摘要：以聚丙烯（PP）粒料为原料，玻璃纤维（GF）为增强剂，乙烯-1-辛烯共聚物（POE）为增韧剂，马来酸酐接枝POE（POE-g-MA）为增容剂，采用双螺杆挤出机制备PP/POE/GF复合材料，并分析了复合材料的力学性能。
结果表明：POE与PP存在一定相容性，能显著提高复合材料的冲击强度；加入GF，受到弹性POE的削弱作用，GF使复合材料的拉伸强度有一定幅度的提升，冲击强度下降；加入增容剂POE-g-MA，GF与PP/POE间的界面相容性显著改善，复合材料的冲击强度和拉伸强度都得到提升。
最优的复合材料组成：PP与POE用量分别为100，25 phr，GF质量分数约为27.9%，POE-g-MA含量为10 phr。
与纯PP相比，此条件下制备的复合材料冲击强度提高49%，拉伸强度提高17%。
关键词：聚丙烯 复合材料 玻璃纤维 增容剂 力学性能中图分类号：TQ 325.1+4 文献标志码：B 文章编号：1002-1396（2022）04-0029-06 Preparation and properties of glass fiber reinforced polypropylene compositesCheng Junsheng（Yulin Normal University，Yulin 537000，China）Abstract：Based on polypropylene pellets，glass fiber（GF） chosen as the reinforcing agent，ethylene-octene copolymer（POE） as toughening agent，grafting of maleic anhydride（POE-g-MA） onto POE as compatibilizer，PP/POE/GF composites were prepared by twin screw extrusion process and their mechanicalproperties were analyzed as well. The results show that there is some compatibility between POE and PP and the compatibility can significantly improve the impact toughness. Under the negative effect of elastic POE，the addition of glass fiber into the composites can improve the tensile strength in some degree，and decrease the impact strength. The addition of compatibilizer into POE-g-MA can significantly improve the interfacial compatibility between GF and PP/POE and the impact and tensile strength of the composites can be both improved. The optimal composition of the composite: the contents of PP and POE are 100，25 phr respectively，the mass fraction of glass fiber is about 27.9%，and the content of POE-g-MA is 10 phr；compared with original PP，the prepared composite has a superior impact strength increased by 68% and a better tensile strength increased by 17%.Keywords：polypropylene； composite； glass fiber； compatibilizer； mechanical property收稿日期：2022-01-27；修回日期：2022-04-26。
聚烯烃材料(PP)在家电行业中的应用概况
聚烯烃材料在家电行业中的应用概况1.前言近年来，随着合成树脂的迅速发展，特别是各种专用树脂的不断开发，树脂塑料由于其重量轻、比强度高、化学稳定性、不生锈、容易加工等，许多家电部件逐渐用塑料代替。
在家电用塑料件中，热塑性塑料占90%，而且，大部分是通用塑料，其中主要是PP、PS。
从塑料的性能、价格和应用来看，当前的发展大部分是不同塑料间的竞争。
2. PP聚丙烯（PP）由于其性能优良、价格便宜，特别是开发出了乙烯-丙烯嵌段共聚物及增强改性PP塑料，PP有家电中应用更为广泛。
2.1. PP在洗衣机中的应用洗衣机工业在我国起步较晚，但起点高、发展快，1978年仅生产400多台样机，1984年产量即达578.1万台，到1997年洗衣机产量达1257.12万台。
而且，洗衣机的发展主要集中在几个大的生产企业（见表1），主要品种是半自动双桶洗衣机、全自动单桶洗衣机及全自动滚筒式洗衣机。
其中1997年超过百万台的几家企业中，1998年青岛海尔集团计划产量增至200万台，合肥荣事达集团计划产量增至200万台，小天鹅集团计划努力增至220万台，杭州金松集团洗衣机计划产量在向180万台进军。
并且，国内市场1998年洗衣机消费将平稳增长，预计市场需求总量在1997年基础是增长达12%。
表1 1997洗衣机生产销售前12位企业共聚PP在家电行业中，洗衣机用量是最大的。
洗衣机的不少零部件，如洗衣机内桶、脱水桶、底座、面盖、波轮、控制操作板等都是用PP制做的。
每台洗衣机双桶用PP约3.5~4.5kg，全自动内桶、外桶约1.3~2kg，底座约1.2kg，控制操作板约0.4kg，加上盖板及其它附件总计需PP约6~8kg，就1997年我国洗衣机产量来看，洗衣机用PP约为60~70kt，至2000年预计洗衣机产量达1500万台，使用洗衣机专用PP料约计90~100kt。
但是目前国内洗衣机生产企业用料基本全部依赖进口，主要是从日本、南韩、北欧等国进口专用树脂来满足市场需求。
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文章编号:100523360(2004)0320025204洗衣机用PP 复合材料的研制李荣勋,冯绍华,李少香,李超勤,黄兆阁,刘光烨(青岛科技大学新材料研究重点实验室,山东青岛266042) 摘 要: 讨论了各组分对聚丙烯(PP )复合材料性能的影响。
以高韧性PP EPS30R 为基体树脂,通过高流动性M —1600和DCP 改善其流动性,滑石粉增强其刚性,并用正交设计方法优化配方。
关键词: 聚丙烯;复合材料;正交设计;DCP 中图分类号:T Q325114 文献标识码:B收稿日期:2004203201 聚丙烯(PP )具有密度小、力学均衡性好、耐化学腐蚀、易于加工、热变形温度高及价格低廉等突出优点而发展迅速。
其最大缺点是韧性差,随着橡塑共混改性技术及共聚聚合技术的发展,尤其是共聚型PP 树脂的问世,扩大了PP 的应用领域,被广泛应用在洗衣机等家电产品制作各种部件。
PP EPS30R 是齐鲁石化公司引进H im ont 公司技术,开发出的嵌段共聚聚丙烯,具有强度高、耐热性能好、冲击韧性好等特性,但是其流动性较差。
本实验以PP EPS30R 作为基础树脂,采用韩国产高流动性PP M —1600、过氧化二异丙苯(DCP )、填充补强剂等进行改性研究,从而制得综合性能良好的PP 专用料,并应用到海尔洗衣机上制作观察框。
1 实验部分111 主要原料 高韧性PP ,EPS30R ,齐鲁石化公司;高流动性PP :M —1600,韩国现代;DCP ,工业级;滑石粉,工业级。
112 实验仪器表1 实验用主要设备 设备名称规格和型号 生产厂家双螺杆挤出机SH J -55南京科亚公司注塑成型机CT -1250香港震雄集团电子万能试验机W DS -10型济南试验机厂熔体流动速率仪SR 型长春第二材料试验机厂冲击试验仪XCT -40型河北承德材料试验机厂113 试样制备11311 实验工艺流程 原料混合→挤出造粒→干燥→注射样条→性能测试分析11312 双螺杆挤出造粒料筒温度I -VII 段依次为164,170,173,182,189,200,197℃,螺杆转速为70r/min 。
11313 注塑机注射样条。
注塑机注射试样时,喷嘴温度I :190℃,II :210℃,按注射试样不同,注射时间分别为34s 和54s ,保压时间分别为24s 和34s 。
114 性能测试11411 拉伸性能拉伸强度和断裂伸长率按G B1040—92测试;简支梁缺口冲击强度按G B9341—88测试;弯曲强度与模量按G B1043—79测试;维卡软化点按G B1633—79测试。
11412 流变性能熔体流动速率(MFR )按G B3855—83测试。
试验温度为230℃,负荷为21160kg ,标准口模内径21095mm 。
2 结果与讨论211 EPS30R /M -1600共混体系的性能分析 EPS30R 是齐鲁石化公司引进Him ont 公司的技术开发出的共聚PP ,具有强度高、低温韧性好的特点。
M -1600其熔体流动速率为30g/10min ,是一种高流动性的共聚PP 。
利用高流动性PP 与低流动性PP 共混,可52№3(Sum 1161)June 2004 塑料科技P LASTICS SCI 1&TECH NO LOGY 在保持材料其他物理机械性能的基础上提高PP 复合材料的流动性。
表1 EPS30R 与M -1600的性能数据型 号熔体流动速率(230℃)g/10min 拉伸强度MPa 断裂伸长率MPa 弯曲弹性模量MPa 简支梁缺口冲击强度k J/m 2密度g/cm 3EPS3OR 1192710553107518100190M -1600302312316112312130192由表1可知,EPS30R 与M -1600的熔体流动速率分别是119g/10min 和30g/10min ,M -1600的拉伸强度和简支梁缺口冲击强度比EPS30R 稍低,其他性能相差不大,所以选用M -1600来改善EPS30R 的流动性能。
图1 M -1600对EPS30RPP 熔体流动速率的影响图2 DCP 对EPS30R PP 流动性的影响21111 EPS30R /M —1600共混体系的熔体流动速率 由图1可知,随着EPS30R/M —1600共混体系中M —1600含量的增加,特别是当M —1600含量大于30%之后,体系的流动性有较大幅度的提高。
体系的熔体流动速率与其组分不呈线性关系,当EPS30R/M —1600为50/50时,体系的熔体流动速率在9g/10min 左右,只有M —1600熔体流动速率的1/3。
熔体流动速率受流动性较差的EPS30R 影响较大。
21112 EPS30R /M -1600共混体系的物理机械性能表2 EPS30R/M -1600共混体系的各种性能EPS30R/M1-600共混比缺口冲击强度 k J/m 2弯曲强度MPa 弯曲模量MPa 拉伸强度MPa 伸长率%90/10181236111076261850480/20171436121082261446670/30161736161097261143260/40161136171114251640850/501516371011202512380由表2可以发现,体系组分的变化对材料的其他性能影响较小。
212 过氧化物对PP EPS30R 性能的影响 利用过氧化物(DCP )来对PP 进行降解,可使PP 熔体流动性得到提高。
通过控制DCP 的用量来控制PP 的降解程度[1],从而控制PP 的熔体流动速率。
21211 过氧化物对PP EPS30R 熔体流动速率的影响 由图2可见,随着体系中DCP 用量增加,特别是当DCP 用量在1份以上时,体系的熔体流动速率有较大幅度的提高。
当DCP 用量为115份时,EPS30R 的熔体流动速率就超过了10g/10min 。
21212 过氧化物对EPS30R PP 物理机械性能的影响表3 过氧化物(DCP )对EPS30R PP 性能影响过氧化物用量phr缺口冲击强度k J/m 2弯曲强度MPa 弯曲模量MPa 拉伸强度MPa 伸长率% 018103610752710553 0111716361210672713566 0121711361510672712591 0131612351910552617572 110121735119862512333 21091233149002215106由表3可见,随着DCP 用量的增加,材料拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度和弯曲强度、弯曲弹性模量逐渐减小,特别是材料冲击强度和断裂伸长率有很大幅度的降低。
这可以理解为:在高温下DCP 分解产生自由基,自由基的存在使PP 发生降解,虽然聚丙烯分子中的叔碳原子失氢后也可以相互自交联,但一般来62李荣勋,等 洗衣机用PP 复合材料的研制讲,PP 以降解为主,交联次之。
当DCP 用量很少时以交联为主,当DCP 用量较大时,共混物以降解为主使体系流动性能有很大幅度的提高。
PP 降解之后,分子量降低,损害了材料的其他性能[2]。
213 滑石粉对PP EPS30R 性能的影响 通常无机填充剂的加入会提高复合材料的刚性和耐热性[3]。
在实现PP 复合材料的高韧性能、高流动性能的基础上,考虑材料的性能和成本,加入滑石粉来提高材料的刚性。
滑石粉作为无机物填充补强剂,与PP 共混物界面相互作用力较差,效果不理想,有必要对滑石粉进行活化处理,即提高滑石粉与PP 共混体系的相容性,使两相界面形成化学结合力,从而提高力学性能。
实验选用硅烷偶联剂处理滑石粉。
图3 滑石粉用量对PP 复合材料弯曲弹性模量的影响21311 滑石粉用量对EPS30R PP 复合物弯曲弹性模量的影响 由图3可见,随滑石粉用量的增加,PP 复合体系的弯曲弹性模量则有很大幅度的提高。
21312 EPS30R /滑石粉共混体系的物理机械性能表4 滑石粉对共混物性能的影响滑石粉用量 phr 缺口冲击强度 k J/m2弯曲强度MPa 拉伸强度MPa 伸长率%MFRg/10min 0181036102710553119010171836132713508210620151936152617352119730131734162512235118940101432172313741183由表4可知,随着滑石粉用量的增加,体系的缺口冲击强度、断裂伸长率降低幅度较大,弯曲强度、拉伸强度、熔体流动速率有所降低,幅度相对较小。
214 配方的优化设计 材料的一些性能是相互制约的,提高了某些性能的同时会引起另一些性能的下降,同时也引起配方成本的变化。
为此,采用正交设计方法对PP 共混体系中的M —1600、DCP 及滑石粉的使用量进行优化。
实验按照三因素M —1600(A 因子)、DCP (B 因子)、滑石粉(C 因子)四水平(四个不同用量)正交表安排实验点,数据处理后见表5。
表5 PP 共混物的力学及加工性能因素平水编号A phr B phr C phr 拉伸强度k J/m 2缺口冲击强度MPa 弯曲弹性模量MPa 熔体流动速率g/10min 1a1b1c12711181111642142a1b2c22618161412833193a1b3c32611101315524174a1b4c4221761716776155a2b1c22615161613103186a2b2c12617151311475117a2b3c4231671416455178a2b4c3251091515277129a3b1c325171412158551510a3b2c42416614169561911a3b3c126121415118771312a3b4c225131312127681013a4b1c42315815172481214a4b2c325141016154381715a4b3c225171113124291516a4b4c12417121812031016因此,在M —1600、DCP 和滑石粉中,正确选择其用量,对保证PP 共混材料的力学性能、流动性能至关重要。
综合考虑材料的经济成本和性能,M —1600在a2左右,DCP 在b3附近,滑石粉c3附近,可以得到综合性能良好的共混材料。
215 研制材料的综合性能 通过对PP 共混体系的研究,选出了综合性能较好的配方进行双螺杆挤出造粒,进行各种性能测试,并与海尔滚桶洗衣机观察框用PP 料性能指标进行对比,结果见表6,从表6中的数据可以看出,所研究新材料的性能达到或超过了标准的性能要求。
表6 新研制PP 料、观察框PP 料指标对比PP 粒型熔体流动速率(230℃)g/10min 拉伸强度MPa 断裂伸长率%弯曲弹性模量MPa 简支梁缺口冲击强度k J/m 2维卡软化点(10N )℃观察框4162510161450317150新配方5142515441520516152现在用EPS30R 改性制得的PP 专用料已经应用72李荣勋,等 洗衣机用PP 复合材料的研制到海尔滚桶洗衣机来制作观察框,加工成型性、制品尺寸稳定性、组装尺寸配合良好,性能符合使用要求。