聚丙烯的共混改性优秀课件
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PP-PA共混改性
三、配方分析与设计
• 尼龙分量超过一定量后共混物强度下降,这是因为 尼龙的韧性和强度都很高, 尼龙用量的增加可以 提高改性PP 的韧性和强度; 但由于尼龙是极性聚 合物而PP 是非极性聚合物, 所以随着尼龙用量的 增加, 两相相容性变差, 改性PP的各项性能又出 现下滑。
三、配方分析与设计
2、CaCO3 用量对改性PP力学性能的影响：
三、配方分析与设计
3、PPБайду номын сангаасg-MAH用量对改性PP力学性能的影 响：
三、配方分析与设计
• 由图1可见,PP-g-MAH相容剂的加人使 PP/PA6共混物的拉伸强度提高,但添加量 超过6份后,有下降趋势;由图2可以看出 ,PP/PA共混物的冲击强度随PP-g-MAH添 加量的增加而不断提高,而当添加量超过 7份时,冲击强度基本不变。综合上，PPg-MAH的用量定为6份。
四、配方设计结果
4、配方 PP PA-6 100份 14份
PP-gMAH 纳米 CaCO3
6份
12份
二、材料选择与分析
• 1、PA-6(尼龙6） • 2、PP（聚丙烯） • 3、PP-g-MAH(聚丙烯接枝马来酸酐： 增容剂） • 4、纳米CaCO3
二、材料选择与分析
• • • • • 1、PP：化学式 性质：非极性聚合物。 2、PA-6：化学式 性质：极性聚合物。 3、 PP-g-MAH（聚丙烯接枝马来酸酐）： 增容剂，一边是亲油基，一边是亲水基， 作用是降低界面张力，增加两相相容性。
三、配方分析与设计
• 主要原料 • 聚丙烯(PP):PPH-M-045,MFR为3g/ 10min左右 • 尼龙(PA) • 增容剂（PP-g-MAH） • 纳米碳酸钙(CaCO3)
聚丙烯的共混改性
结论：PA6的韧性和强度都很高，PA6用量的增加可以提 高改性PP的韧性和强度。PA6的最佳用量是15份。
当加入PP-g-MAH后，PP/PA6共混 物的拉伸强度和断裂伸长率均提 高。这是因为两者共混时相互排 斥，难以互容。加入PP-g-MAH使 得两个不相容聚合物通过亲和力 取得协同效应，增加了相容性， 所以混合的更均匀，从而改善共 混物各方面的性能。
PP/LDPE共混物的熔体流动速率与LDPE含量的关系
12
10
熔体流动速率(g/10min)
8
6
２１０℃
4
２３０℃
2
0 0
20
40
60
80
100
LDPE含量/%
的ＰＰ／ＰＥ共混物中，ＴＡＩＣ主要分布在ＰＰ／ＰＥ 共混物的相界面。由辐射引发的ＴＡＩＣ参与的界面反应 ，增强了不相容共混物的相间粘接，改善了共混物的相容 性，提高了共混物的力学性能。
通过改性，可以使PP的性能得到显著改善。
聚丙烯的改性方法
物理改性
化学改性 表面改性
共混改性 复合材料
增强填充改性 共聚改性 接枝改性 交联PP
这里主要讲聚丙烯的共混改性。
PP共混改性是物理改性中的一种重要技术。 它是指用其他塑料、橡胶或热塑性弹性体混入PP中较大的 晶球内，以此改善PP的韧性和低温脆性。按共混物组成可 分为塑一塑共混及橡一塑共混体系，其中较常见的是PP／ 高密度聚乙烯(HDPE)、PP／低密度聚乙烯LDPE)、PP／尼 龙等体系。常用的橡胶增韧PP体系有PP／EPR(乙丙橡胶)、 PP／EPDM(一元乙丙橡胶)、PP／SBS(苯乙烯一丁二烯．苯 乙烯热塑性弹性体)、PP／BR(顺丁橡胶)和PP／POE等。PP 还可采用三元共混体系，此时某些共混改性剂对改善PP的 脆化温度有协同效应，即三元共混体系的抗冲击性能及其 他各项力学性能均优于二元体系。
当加入PP-g-MAH后，PP/PA6共混 物的拉伸强度和断裂伸长率均提 高。这是因为两者共混时相互排 斥，难以互容。加入PP-g-MAH使 得两个不相容聚合物通过亲和力 取得协同效应，增加了相容性， 所以混合的更均匀，从而改善共 混物各方面的性能。
PP/LDPE共混物的熔体流动速率与LDPE含量的关系
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熔体流动速率(g/10min)
8
6
２１０℃
4
２３０℃
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LDPE含量/%
的ＰＰ／ＰＥ共混物中，ＴＡＩＣ主要分布在ＰＰ／ＰＥ 共混物的相界面。由辐射引发的ＴＡＩＣ参与的界面反应 ，增强了不相容共混物的相间粘接，改善了共混物的相容 性，提高了共混物的力学性能。
通过改性，可以使PP的性能得到显著改善。
聚丙烯的改性方法
物理改性
化学改性 表面改性
共混改性 复合材料
增强填充改性 共聚改性 接枝改性 交联PP
这里主要讲聚丙烯的共混改性。
PP共混改性是物理改性中的一种重要技术。 它是指用其他塑料、橡胶或热塑性弹性体混入PP中较大的 晶球内，以此改善PP的韧性和低温脆性。按共混物组成可 分为塑一塑共混及橡一塑共混体系，其中较常见的是PP／ 高密度聚乙烯(HDPE)、PP／低密度聚乙烯LDPE)、PP／尼 龙等体系。常用的橡胶增韧PP体系有PP／EPR(乙丙橡胶)、 PP／EPDM(一元乙丙橡胶)、PP／SBS(苯乙烯一丁二烯．苯 乙烯热塑性弹性体)、PP／BR(顺丁橡胶)和PP／POE等。PP 还可采用三元共混体系，此时某些共混改性剂对改善PP的 脆化温度有协同效应，即三元共混体系的抗冲击性能及其 他各项力学性能均优于二元体系。
低密度聚乙烯(LDPE)共混改性聚丙烯(PP)
低密度聚乙烯(LDPE)共混改性聚丙烯(PP)一、实验目的通过本实验，使学生初步了解和掌握聚丙烯的性能以及聚合物共混改性的方法；了解标准试样的制备方法；了解并掌握简单的聚合物复合材料的表征方法和测试手段，为毕业论文实验打下良好的基础。
聚丙烯（PP）的合成和应用可以追溯到上1950年，一位名叫Natta 教授成功地在实验室合成聚丙烯[1]。
大半个世纪过去，几代科研人员的投入大量精力，已经把聚丙烯从实验室产品开发成为富有功能的合成树脂的主导成员。
现今，聚丙烯是热塑性树脂中发展很成熟的种类之一。
我国对聚丙烯的基础性研究已有半个世纪，生产技术从催化剂的获得到聚合工艺的精进，以及新产品和新应用领域的开发都有很大进步，然而，同国外同行研究成绩相比，我国从聚丙烯产品的开发到应用均还存在差距，因此，聚丙烯领域的相关研究还有很大空间[2]。
聚丙烯与聚乙烯，聚氯乙烯，聚苯乙烯，ABS 组成五大通用塑料，其增长速度最快、开发潜力最大的一类树脂[3]。
聚丙烯作为热塑性树脂，具有很好的实用性，并且价格低廉，在人们的日常生活和工业生产制造等多个领域到处都发挥着重要作用。
聚丙烯(PP)具有比重小、耐热性好、耐腐蚀性好、成型加工容易、力学性能优异且原料来源丰富、价格低廉等优点[1]，已经在全世界范围内大量生产和使用，其产量仅次于聚乙烯，成为第二大塑料品种[2]。
聚丙烯的优点得以让其迅速发展，但同时聚丙烯的缺点却也限制了其在各行各业中的应用，比如聚丙烯强度不高、易老化、易燃、韧性差、耐寒性差、低温易脆断、成型收缩率大、抗蠕变性能差、制品尺寸稳定性差、易产生翘曲变形等等[3]。
因此，对聚丙烯的改性势在必行。
从二十世纪六、七十年代起国内外就开始针对聚丙烯的缺点、对其如何改性进行了大量的研究，采用了多种方式对聚丙烯进行改性，提高了聚丙烯的性能，大大扩展了聚丙烯的应用范围[4-5]。
对聚丙烯的改性方法可划分为化学改性和物理改性。
化学改性有共聚、接枝、交联等，物理改性有共混、填充、增强等。
PP与PE共混改性PPT优秀课件
16
试验流程：
称取试样 调温 机器预热 投料
称量
计算
出料
MFR计算公式 ： 600W/t
单位:g/min
m——切取样条质量的算术平均值 t——切取时间间隔
17
实验数据统计：
试样 数量
（个 ）
总量 (g )
单量 (g )
MFR
(g/10 min)
PP 7
1.2 0.171 3.4 4
PP/LD 6
断裂力值 (N) 893.7
二
三
四
75
75
50
1500 1200 1500
1090.9 1116.4 未
14.2 15.4
拉
断
1090.5 1116.1
973.4 953.0
22
燃烧试验
• 仪器：铁架台，酒精喷灯，秒表 • 试样规格：长8.76㎝ • 试验过程：
各取PP，PP/LDPE试样五个，分别放在铁架台上 作水平燃烧试验，记录其在1min内所燃烧的长度。
• ④夹具夹持试样时，试样纵轴与上，下夹具中心线重合， 并防止试样滑脱，或断在夹具内。
• ⑤试样断裂在中间平行部分之外时，应另取试样补做。
21
实验数据统计：
PP
实验一
拉伸速度
100
(mm/min)
拉伸力值 (N) 1500
最大力值 (N) 1121.0
最大位移（ 19.5 mm) 应服力值 (N) 1120.8
前言
1951 年制成了结晶聚丙烯,此后发展了PP/ PE 共混物，通过对聚丙烯进行共混改性,克服其纸 温脆性、易老化、耐候性差等缺点,使其综合性 能大大提高,进入了工程塑料领域,并成为通用工 程塑料及合金的强用力的对手。
试验流程：
称取试样 调温 机器预热 投料
称量
计算
出料
MFR计算公式 ： 600W/t
单位:g/min
m——切取样条质量的算术平均值 t——切取时间间隔
17
实验数据统计：
试样 数量
（个 ）
总量 (g )
单量 (g )
MFR
(g/10 min)
PP 7
1.2 0.171 3.4 4
PP/LD 6
断裂力值 (N) 893.7
二
三
四
75
75
50
1500 1200 1500
1090.9 1116.4 未
14.2 15.4
拉
断
1090.5 1116.1
973.4 953.0
22
燃烧试验
• 仪器：铁架台，酒精喷灯，秒表 • 试样规格：长8.76㎝ • 试验过程：
各取PP，PP/LDPE试样五个，分别放在铁架台上 作水平燃烧试验，记录其在1min内所燃烧的长度。
• ④夹具夹持试样时，试样纵轴与上，下夹具中心线重合， 并防止试样滑脱，或断在夹具内。
• ⑤试样断裂在中间平行部分之外时，应另取试样补做。
21
实验数据统计：
PP
实验一
拉伸速度
100
(mm/min)
拉伸力值 (N) 1500
最大力值 (N) 1121.0
最大位移（ 19.5 mm) 应服力值 (N) 1120.8
前言
1951 年制成了结晶聚丙烯,此后发展了PP/ PE 共混物，通过对聚丙烯进行共混改性,克服其纸 温脆性、易老化、耐候性差等缺点,使其综合性 能大大提高,进入了工程塑料领域,并成为通用工 程塑料及合金的强用力的对手。
聚丙烯的共混改性
增容剂
高分子增容剂
反应型增容剂 非反应型增容剂
低分子增容剂
非反应型增容剂的应用实例
类型 聚合物B
A-B型
PS
PP
聚合物A 增容剂
PB PA66
PS-g-PB PP-g-PA66
A-C型
PE
PP
PS
CPE, SEBS
PE
EPDM
C-D型
PVC
BR
PMMA
PP
EVA SEBS
马来酸型增容剂；丙烯酸改性聚合物 反应型增溶剂：本身含有反应基团的增溶剂，在共混时能 与其它聚合物含有的基团发生化学反应，生成化学键增加 增容性。 表 反应型增容剂的应用实例
聚合物A
聚合物B
增容剂
PP,PE PP,PE
PA6, PA66 PET
PP-g-MA, PP-g-AA PP-g-AA, 含羧基PE
目前解决相容性的主要方法还是加入带反应性官能团的 增容剂与PA6和PP共混，使增容剂与PA6在共混过程中生成 具有增容作用的共聚物，实现PA6与PP相容性共混，进而影 响PP/PA6共混物的微观结构和性能。早期的研究者认为， 共混过程中增容剂发生了迁移，分布到了PP和PA6两相界面 上，减小了两相界面张力，产生了一种强的物理相互作用 ，与液—液不相容体系的乳化机制相似。后来研究者发现 ，增容剂能与PA6反应生成新的共聚物，正是该共聚物对 PP、PA6起实质性的增容作用，即通过相间的化学反应，产 生类似于聚合物—玻纤或矿物填料的偶联机制，增容剂可 视为一种聚合物—聚合物化学偶联剂。已研究的增容剂主
通过实验得到的最佳配方为：m（PP）/m（PA6）/m （CaCO3）/m（PP-g-MAH）=100/15/12/25
聚丙烯的共混改性
8.2.1
•
显示了采用四螺杆挤出机制备的PP/UHMWPE 二元共混物冲击样 条断裂面的SEM照片。可以注意到,其冲击断裂面的形态与采用双螺 杆挤出机制备的样品完全不同。在断裂面中形变加大的同时,可以发 现分布均匀且尺寸非常细微的小颗粒,颗粒直径约在013μ m 左右,其 尺寸随UHMWPE 含量增加而减小,并在UHMWPE 含量为15 %(wt) 时达 到最细化。对比图9 和图10 ,也表明四螺杆挤出机对UHMWPE 的分散 作用远大于双螺杆挤出机。
8.2.3聚丙烯与其他弹性体的共混
SBS类热塑性弹性体与PP的共混，SBS可作为 PP的增韧剂。随SBS掺入量的提高，PP/SBS共 混物的冲击强度，断裂伸长率逐步提高，拉伸 强度，弯曲膜量和硬度下降。
CaCO3填充的PP/SBS体系，可提高其弯曲强 度，降低热收缩率，改善尺寸稳定性，但对冲 击强度又不利的影响。
8.2.1聚丙烯与聚乙烯的共聚
• 聚丙烯/聚乙烯共混为多相体系，其性质受组 成比例制约。此种共混物的密度与组成的关系 符合式8－3
m 0.9029 0.0544 PE % W
• PP/PE的拉伸强度一般随聚乙 烯含量增加而下降。如图8－ 16，在大约含20％HDPE以内， PP/HDPE共混物的拉伸强度及 冲击强度均随HDPE含量的增加 而提高。 • PP/PE共混，韧性有所改善。
聚丙烯钙塑塑料
聚丙烯钙塑塑料中掺入LDPE亦有良好的改性效 果，例如可以提高聚丙烯钙塑塑料的冲击强度、刚 度、耐磨耗性能，而且制品较透明。此种共混物钙 塑材料管，可采用表8－19所示之配方： 原料名称 配比 （重量份） 90 10 原料名称 配比 （重量份） 50 1.5
PP
LDPE
重晶石粉
聚丙烯塑料的共混改性
Page 9
填充改性
填充改性 在塑料中加入一定量的填料是降低塑料价格，改 善性能的重要方法。如酚醛树脂中填充木屑和纸张制成实用的 电木材料，克服了性脆的弱点。加入有特殊功能的纳米粉体可 以制成相应功能母料，比如加入导电性能好的银粉、金粉等制 成导电母粒等。 改性塑料是涉及面广、科技含量高的一个塑料产业领域，而 塑料改性技术——填充、共混和增强改性更是深入几乎所有的 塑料制品的原材料与成型加工过程。从原料树脂的生产到从多 种规格及品种的改性塑料母料，为了降低塑料制品的成本，提 高其功能性，离不开塑料改性技术
Page 12
填充母料制作工艺流程图
塑料助剂
塑料助剂
Page 13
配方
增强型填充母料 配方组成(质量份) PP 硅灰石粉(400目) 偶联剂KH-550 聚乙烯蜡 RC-HSt
100 250 2.5 5 1
该配方增强效果明显，可用于以塑代钢工业制品，一般 添加量10份左右。
Page 14
硅灰石粉：能增强拉伸强度、弯曲强度冲击强度等指标，比且 可降低生产成本。还具有良好的绝缘性，同时具有很高的白度、 良好的介电性能和较高的耐热、耐候性能。可用作增强剂 。 偶联剂KH-550：能大幅度提高增强塑料的干湿态抗弯强度，抗 压强度，剪切强度等物理力学性能和湿态电气性能，并改善填 料在聚合物中润湿性和分散性。 是优异的粘结促进剂，应用于 丙烯酸涂料、粘接剂和密封剂。 聚乙烯蜡：有优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性。正 常生产中，作为一种添加剂可直接加到聚烯烃加工中，它可以 增加产品的光译和加工性能。作为润滑剂，其化学性质稳定、 电性能良好 。PP成型加工过程中做分散剂，润滑剂和光亮剂， 增强塑化程度，提高塑料制品的韧性和表面光滑度 。 RC-HSt：是一种100%活性的有机流变助剂，由氢化蓖蔴 油经特殊工艺改性制成，提供粘度控制，触变，抗流挂性 和防沉性能。不变色，不吸水，防止多余树脂渗入底材
聚丙烯ppt课件
4
化学稳定性
聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸
、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较
稳定，但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃
等能使聚丙烯软化和溶胀，同时它的化学稳定
性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适
合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果1、相对密度小，仅为0.89-0.91，是塑料中最轻的品种之一。 2、良好的力学性能，除耐冲击性外，其他力学性能均比聚乙烯 好，成型加工性能好。 3、具有较高的耐热性，连续使用温度可达110-120℃。 4、化学性能好，几乎不吸水，与绝大多数化学药品不反应。 5、质地纯净，无毒性。 6、电绝缘性好。 7、聚丙烯制品的透明性比高密度聚乙烯制品的透明性好。
11
PP改性
聚丙烯改性料的收缩率控制是聚丙烯改性的一个重要方面。收缩率控制的好对聚 丙烯改性料的推广使用有重要意义，同时也是保证产品质量的一个重要方面。
聚丙烯的收缩成型大是聚丙烯本身的一大缺点，这主要是由于聚丙烯的高结晶度所 致。结晶后的聚丙烯比重增大、体积缩小。结晶度为0%和100%时,其比重分别为 0.851和0.936。因此纯PP的成型收缩一般在1.7---2.2之间。控制聚丙烯的成型收缩 率主要是控制其原料成型时的结晶度：结晶度越小其成型收缩率也越小；反之，结晶度 越高则成型收缩率也越大。
甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯.
甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯。
甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。
3
物理性能
聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物 ，密度只有0. 90--0. 91g/cm3，是目前所有塑料中最轻 的品种之一。它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为 0.01%，分子量约8万一15万。熔点为164℃--170℃， PP的维卡软化温度为150℃。成型性好，制品表面光泽好， 但因收缩率大，厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零 件，很难于达到要求。
化学稳定性
聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸
、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较
稳定，但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃
等能使聚丙烯软化和溶胀，同时它的化学稳定
性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适
合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果1、相对密度小，仅为0.89-0.91，是塑料中最轻的品种之一。 2、良好的力学性能，除耐冲击性外，其他力学性能均比聚乙烯 好，成型加工性能好。 3、具有较高的耐热性，连续使用温度可达110-120℃。 4、化学性能好，几乎不吸水，与绝大多数化学药品不反应。 5、质地纯净，无毒性。 6、电绝缘性好。 7、聚丙烯制品的透明性比高密度聚乙烯制品的透明性好。
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PP改性
聚丙烯改性料的收缩率控制是聚丙烯改性的一个重要方面。收缩率控制的好对聚 丙烯改性料的推广使用有重要意义，同时也是保证产品质量的一个重要方面。
聚丙烯的收缩成型大是聚丙烯本身的一大缺点，这主要是由于聚丙烯的高结晶度所 致。结晶后的聚丙烯比重增大、体积缩小。结晶度为0%和100%时,其比重分别为 0.851和0.936。因此纯PP的成型收缩一般在1.7---2.2之间。控制聚丙烯的成型收缩 率主要是控制其原料成型时的结晶度：结晶度越小其成型收缩率也越小；反之，结晶度 越高则成型收缩率也越大。
甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯.
甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯。
甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。
3
物理性能
聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物 ，密度只有0. 90--0. 91g/cm3，是目前所有塑料中最轻 的品种之一。它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为 0.01%，分子量约8万一15万。熔点为164℃--170℃， PP的维卡软化温度为150℃。成型性好，制品表面光泽好， 但因收缩率大，厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零 件，很难于达到要求。
聚丙烯PP的共混改性 19页PPT文档
L = d [(π/ 6Vf)1/3-1]
两相邻橡胶粒子间的最小距离为
基体层厚度L，当平均基体层厚 度L小于临界基体层Lc时，共混
体系表现为韧性；反之，材料表 现为脆性。
在临界基体层厚度Lc处发生脆
韧转变。
Lc与分散相体积分数及粒径无
关，仅是基体的一个特征参数。
第1节： 通用塑料的共混改性
海岛结构
10
20
30
40
content of E P D M (w t% )
第1节： 通用塑料的共混改性
PP/EPDM共混物冲击断面的SEM照片 脆性断裂——韧性断裂 a) 断面光滑平整 b) 部分基体被拉伸变形: “脆韧转变” c) 断面粗糙，基体明显被拉伸变形
第1节： 通用塑料的共混改性
τ
d
L
d
粒子表面间距模型
第1节： 通用塑料的共混改性
为获得理想阻隔 性形态的HDPE ／PA共混物， 必须保证加工温 度下PA熔体粘 度大于HDPE。
剪切应变速率： 20～50s-1
第1节： 通用塑料的共混改性
例：目前汽油燃料油箱选用双峰分布的 HDPE。
通常PE相对分子质量分布呈单峰分布，在相同的相对分子 质量情况下，相对分子质量分布愈宽，加工性愈好，韧性 提高，但刚性下降，耐热性能变差。
控制银纹的发展并使银纹及时终止而不致发展成破坏性的 裂纹。 大量银纹或剪切带的产生和发展需要耗散大量能量，因而 可显著提高材料的冲击强度。
第1节： 通用塑料的共混改性
第1节： 通用塑料的共混改性
玻璃态聚合物在应力作用 下会产生发白现象。这种 现象称为应力发白现象， 亦称银纹现象 银纹化与剪切带一样也是 一种局部屈服形变过程。 银纹化的直接原因也是由 于结构的缺陷或结构的不 均匀性而造成的应力集中。
两相邻橡胶粒子间的最小距离为
基体层厚度L，当平均基体层厚 度L小于临界基体层Lc时，共混
体系表现为韧性；反之，材料表 现为脆性。
在临界基体层厚度Lc处发生脆
韧转变。
Lc与分散相体积分数及粒径无
关，仅是基体的一个特征参数。
第1节： 通用塑料的共混改性
海岛结构
10
20
30
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content of E P D M (w t% )
第1节： 通用塑料的共混改性
PP/EPDM共混物冲击断面的SEM照片 脆性断裂——韧性断裂 a) 断面光滑平整 b) 部分基体被拉伸变形: “脆韧转变” c) 断面粗糙，基体明显被拉伸变形
第1节： 通用塑料的共混改性
τ
d
L
d
粒子表面间距模型
第1节： 通用塑料的共混改性
为获得理想阻隔 性形态的HDPE ／PA共混物， 必须保证加工温 度下PA熔体粘 度大于HDPE。
剪切应变速率： 20～50s-1
第1节： 通用塑料的共混改性
例：目前汽油燃料油箱选用双峰分布的 HDPE。
通常PE相对分子质量分布呈单峰分布，在相同的相对分子 质量情况下，相对分子质量分布愈宽，加工性愈好，韧性 提高，但刚性下降，耐热性能变差。
控制银纹的发展并使银纹及时终止而不致发展成破坏性的 裂纹。 大量银纹或剪切带的产生和发展需要耗散大量能量，因而 可显著提高材料的冲击强度。
第1节： 通用塑料的共混改性
第1节： 通用塑料的共混改性
玻璃态聚合物在应力作用 下会产生发白现象。这种 现象称为应力发白现象， 亦称银纹现象 银纹化与剪切带一样也是 一种局部屈服形变过程。 银纹化的直接原因也是由 于结构的缺陷或结构的不 均匀性而造成的应力集中。
聚丙烯(PP)的共混改性
a) 断面光滑平整 b) 部分基体被拉伸变形: “脆韧转变”
c) 断面粗糙，基体明显被拉伸变形
第1节： 通用塑料的共混改性
τ
d
L
d
粒子表面间距模型
两相邻橡胶粒子间的最小距离为 基体层厚度L，当平均基体层厚 度L小于临界基体层Lc时，共混 体系表现为韧性；反之，材料表 现为脆性。 在临界基体层厚度Lc处发生脆 韧转变。 Lc与分散相体积分数及粒径无 关，仅是基体的一个特征参数。
第1节： 通用塑料的共混改性
EPR在PP／HDPE共 混物中的增容效果
第1节： 通用塑料的共混改性
1.3 聚乙烯（PE）共混改性
LLDPE通常在更低温度和压 力下，由乙烯和高级的a烯 烃如丁烯、己烯或辛烯共聚 合而生成。
高压法 低压法 LLDPE具有比一般 LDPE更
操作 条件
聚合压力，MPa 聚合温度，℃ 引发剂
第1节： 通用塑料的共混改性
随PA含量的增加和 FA分散相的层化， HDPE／PA共混物的 阻隔性明显提高。
第1节： 通用塑料的共混改性
为获得理想阻隔 性形态的HDPE ／PA共混物， 必须保证加工温 度下PA熔体粘 度大于HDPE。 剪切应变速率： 20～50s-1
第1节： 通用塑料的共混改性
第1节： 通用塑料的共混改性
1.2.1 概 述
五大通用塑料中，聚丙烯(PP)发展历史虽短，却是发展最 快的一种。 PP具有较好的综合性能:
相对密度小； 较好的耐热性，维卡软化点高于HDPE和ABS； 机械性能如屈服强度,拉伸强度及弹性模量均较高,刚性和耐磨都较优 异; 具有较小的介电率,电绝缘性良好,耐应力龟裂及耐化学药品性能较佳 等.
L = d [(π/ 6Vf)1/3-1]
PP与PE共混改性
PP/LDPE共混样4个 要求：试样中间标记范围内无缩孔、气泡 表面完好无损，无裂纹
试验注意事项：
• ①在试样中间部分作标线，此标线应对测试结果没有影响 。 ②测量试样中间平行部分的宽度和厚度，每个试样测量三 点，取算术平均值。 ③拉伸速度一般根据材料及试样类型进行选择。
•
•
•
④夹具夹持试样时，试样纵轴与上，下夹具中心线重合， 并防止试样滑脱，或断在夹具内。 ⑤试样断裂在中间平行部分之外时，应另取试样补做。
组号：八
主讲人：张丽萍
组员：张丽萍
刘晓露
陈岁年
前言
1951 年制成了结晶聚丙烯,此后发展了PP/ PE 共混物，通过对聚丙烯进行共混改性,克服其纸 温脆性、易老化、耐候性差等缺点,使其综合性 能大大提高,进入了工程塑料领域,并成为通用工 程塑料及合金的强用力的对手。
目录
一、PP与LDPE共混配方及分析 1)PP增韧配方 2)PP用LDPE增韧的原因 3)LDPE对PP增韧的原理 二、PP与PP/LDPE共混试样的制备 1)料的称量与干燥 2)物料的混合 3)物料的注塑成型 三、PP与PP/LDPE共混试样的检测 1)试样外观检测 2)流变性检测 3)拉伸强度检测 4)燃烧实验
PP增韧改性配方
• PP：850g • LDPE：150g
PP用LDPE增韧的原因
• PP作为一种通用塑料，力学性能良好，价格低廉但其对 缺口敏感，缺口冲击强度较低，为此，我们需要对PP进 行增韧。 • 而LDPE分子链柔顺，柔韧性好。 • 两者溶解参数相近，极性相似，若将PP与PE共混合金化 可使PP达到增韧的效果。目前，PE增韧PP，是最常用、 最经济，也是最成功的共混增韧体系
PP与PP/LDPE共混流变性检测
试验注意事项：
• ①在试样中间部分作标线，此标线应对测试结果没有影响 。 ②测量试样中间平行部分的宽度和厚度，每个试样测量三 点，取算术平均值。 ③拉伸速度一般根据材料及试样类型进行选择。
•
•
•
④夹具夹持试样时，试样纵轴与上，下夹具中心线重合， 并防止试样滑脱，或断在夹具内。 ⑤试样断裂在中间平行部分之外时，应另取试样补做。
组号：八
主讲人：张丽萍
组员：张丽萍
刘晓露
陈岁年
前言
1951 年制成了结晶聚丙烯,此后发展了PP/ PE 共混物，通过对聚丙烯进行共混改性,克服其纸 温脆性、易老化、耐候性差等缺点,使其综合性 能大大提高,进入了工程塑料领域,并成为通用工 程塑料及合金的强用力的对手。
目录
一、PP与LDPE共混配方及分析 1)PP增韧配方 2)PP用LDPE增韧的原因 3)LDPE对PP增韧的原理 二、PP与PP/LDPE共混试样的制备 1)料的称量与干燥 2)物料的混合 3)物料的注塑成型 三、PP与PP/LDPE共混试样的检测 1)试样外观检测 2)流变性检测 3)拉伸强度检测 4)燃烧实验
PP增韧改性配方
• PP：850g • LDPE：150g
PP用LDPE增韧的原因
• PP作为一种通用塑料，力学性能良好，价格低廉但其对 缺口敏感，缺口冲击强度较低，为此，我们需要对PP进 行增韧。 • 而LDPE分子链柔顺，柔韧性好。 • 两者溶解参数相近，极性相似，若将PP与PE共混合金化 可使PP达到增韧的效果。目前，PE增韧PP，是最常用、 最经济，也是最成功的共混增韧体系
PP与PP/LDPE共混流变性检测
改性聚丙烯发展以及各配方PPT共45页
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
改性聚丙烯发展以及各配方
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
改性聚丙烯发展以及各配方
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
聚丙烯的共混改性共38页
聚丙烯的共混改性
1、合法而稳定的权力在使用使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
1、合法而稳定的权力在使用使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
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二、PP/尼龙６（ＰＡ６）共混体系
聚酰胺（PA）具有较高的强度、耐磨性和抗疲劳性，抗 冲击性能较好，广泛应用于工程领域。尼龙6（PA6）是PA中 最韧的一种，它具有弹性好、冲击和拉伸强度高、耐磨和加 工流动性好等优点，但也存在吸水性大、吸水后冲击强度和 弹性模量下降、形状和尺寸稳定性变差等缺点。
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8
将PP与PA6共混不仅可达到增韧PP的目的，使其耐磨性 、刚性等得到改善，还可以改善PA6尺寸稳定性等，克服了 PP及PA6各自固有的缺点，性能上取长补短，而且由于PP价 格低廉。因此，对于PP与PA6共混，人们进行了大量的研究 。但PP是一个非极性的高聚物，在大分子链上无可反应的 基团，其溶解度参数为8.2~9.2，而PA6大分子链节中含有 酰胺基团，是一个极性很强的聚合物，其溶解度参数达 12.7，因此，PP与PA6是严格的不相容体系。需要在共混物 中加入增容剂，以改善体系的相容性。
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13
目前解决相容性的主要方法还是加入带反应性官能团的 增容剂与PA6和PP共混，使增容剂与PA6在共混过程中生成 具有增容作用的共聚物，实现PA6与PP相容性共混，进而影 响PP/PA6共混物的微观结构和性能。早期的研究者认为， 共混过程中增容剂发生了迁移，分布到了PP和PA6两相界面 上，减小了两相界面张力，产生了一种强的物理相互作用 ，与液—液不相容体系的乳化机制相似。后来研究者发现 ，增容剂能与PA6反应生成新的共聚物，正是该共聚物对 PP、PA6起实质性的增容作用，即通过相间的化学反应，产 生类似于聚合物—玻纤或矿物填料的偶联机制，增容剂可 视为一种聚合物—聚合物化学偶联剂。已研究的增容剂主
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4
下面主要介绍几种塑料、橡胶和热塑性弹性体对PP共混增 韧改性。
一、PP/PE共混体系
PP为结晶性聚合物，其生成的球晶较大，这是PP易于 产生裂纹，冲击性能较低的主要原因。若能使PP的晶体细 微化，则可使冲击性能得到提高。
PP与PE共混体系中，PP与PE都是结晶性聚合物，它们 之间没有形成共晶，而是各自结晶。但PP晶体与PE晶体之 间发生相互制约作用，这种制约作用可破坏PP的球晶结
高分子材料与工程
1
聚丙烯(PP)是一种应用十分广泛的塑料。PP具 有原料来源丰富、合成工艺较简单、密度小、价格 低、加工成型容易等优点。PP的拉伸强度、压缩强 度等都比低压聚乙烯高，而且还有很突出的刚性和 耐折叠性，以及优良的耐腐蚀性和电绝缘性。均聚 PP的主要缺点是冲击性能不足，特别是低温条件下 易脆裂，且成型收缩率较大，热变形温度不高，等 等。PP的耐磨性和染色性也有待提高。
通过改性，可以使PP的性能得到显著改善。
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2
聚丙烯的改性方法
物理改性
化学改性 表面改性
共混改性 复合材料
增强填充改性 共聚改性 接枝改性 交联PP
这里主要讲聚丙烯的共混改性。
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3
PP共混改性是物理改性中的一种重要技术。 它是指用其他塑料、橡胶或热塑性弹性体混入PP中较大的 晶球内，以此改善PP的韧性和低温脆性。按共混物组成可 分为塑一塑共混及橡一塑共混体系，其中较常见的是PP／ 高密度聚乙烯(HDPE)、PP／低密度聚乙烯LDPE)、PP／尼 龙等体系。常用的橡胶增韧PP体系有PP／EPR(乙丙橡胶)、 PP／EPDM(一元乙丙橡胶)、PP／SBS(苯乙烯一丁二烯．苯 乙烯热塑性弹性体)、PP／BR(顺丁橡胶)和PP／POE等。PP 还可采用三元共混体系，此时某些共混改性剂对改善PP的 脆化温度有协同效应，即三元共混体系的抗冲击性能及其 他各项力学性能均优于二元体系。
PP
EVA SEBS
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12
马来酸型增容剂；丙烯酸改性聚合物 反应型增溶剂：本身含有反应基团的增溶剂，在共混时能 与其它聚合物含有的基团发生化学反应，生成化学键增加 增容性。 表 反应型增容剂的应用实例
聚合物A
聚合物B
增容剂PPຫໍສະໝຸດ PE PP,PEPA6, PA66 PET
PP-g-MA, PP-g-AA PP-g-AA, 含羧基PE
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6
熔体流动速率(g/10min)
PP/LDPE共混物的熔体流动速率与LDPE含量的关系
12
10
8
6
２１０℃
4
２３０℃
2
0 0
20
40
60
80
100
LDPE含量/%
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7
的ＰＰ／ＰＥ共混物中，ＴＡＩＣ主要分布在ＰＰ／ＰＥ 共混物的相界面。由辐射引发的ＴＡＩＣ参与的界面反应 ，增强了不相容共混物的相间粘接，改善了共混物的相容 性，提高了共混物的力学性能。
●促进分散相组分在共混物中的分散。
增容剂
高分子增容剂
反应型增容剂 非反应型增容剂
低分子增容剂
安徽建筑大学
11
非反应型增容剂的应用实例
类型 聚合物B
A-B型
PS
PP
聚合物A 增容剂
PB PA66
PS-g-PB PP-g-PA66
A-C型
PE
PP
PS
CPE, SEBS
PE
EPDM
C-D型
PVC
BR
PMMA
安徽建筑大学
9
PA/PP与增容PA/PP断面的电镜照片
未增容的试样分散相粒子粗大、光滑，界面粘结力弱，增 容处理的试样分散相粒径极小，界面模糊，几乎成为均相。
安徽建筑大学
10
增容剂定义：增容剂是指在共混体的聚合物组分之间起到 增加相容性和强化界面粘结作用的共聚物。 作用机理： ●富集在两相界面处，改善两相之间的界面结合；
构， PP球晶被PE分割成晶片，使PP不能生成球晶。随着PE用量 增大，PP晶体进一步被细化。PP晶体尺寸的变小，使其冲 击性能得到提高。
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5
PP/PE共混物的冲击性能研究表明：在PE含量为11%时，冲 击强度达到65.6J/m,未加PE的样品为60.8J/m；低温冲击 强度在未加PE时为24.6J/m，PE含量11%时为35.4J/m。 PP/PE共混明显提高PP的冲击强度，特别是低温冲击强度。 梁基照研究了PP/LDPE共混物的加工流动性能，PP/LDPE共 熔体流动速率混物与LDPE质量分数的关系如图所示。从图 中可看出，LDPE可提高PP熔体流动速率，改善加工性能。 PP与PE相容性不好，应添加相容剂。此外，交联也是改进 PP/PE体系性能的方法。可在PP/PE体系中添加三烯丙基异 三聚氰酸酯（TAIC），并进行辐射交联。姚占海等研究了 PP/TAIC/PE共混体系的辐射增强相界面反应，SEM的分析测 试结果表明，在含有ＴＡＩＣ
聚酰胺（PA）具有较高的强度、耐磨性和抗疲劳性，抗 冲击性能较好，广泛应用于工程领域。尼龙6（PA6）是PA中 最韧的一种，它具有弹性好、冲击和拉伸强度高、耐磨和加 工流动性好等优点，但也存在吸水性大、吸水后冲击强度和 弹性模量下降、形状和尺寸稳定性变差等缺点。
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将PP与PA6共混不仅可达到增韧PP的目的，使其耐磨性 、刚性等得到改善，还可以改善PA6尺寸稳定性等，克服了 PP及PA6各自固有的缺点，性能上取长补短，而且由于PP价 格低廉。因此，对于PP与PA6共混，人们进行了大量的研究 。但PP是一个非极性的高聚物，在大分子链上无可反应的 基团，其溶解度参数为8.2~9.2，而PA6大分子链节中含有 酰胺基团，是一个极性很强的聚合物，其溶解度参数达 12.7，因此，PP与PA6是严格的不相容体系。需要在共混物 中加入增容剂，以改善体系的相容性。
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目前解决相容性的主要方法还是加入带反应性官能团的 增容剂与PA6和PP共混，使增容剂与PA6在共混过程中生成 具有增容作用的共聚物，实现PA6与PP相容性共混，进而影 响PP/PA6共混物的微观结构和性能。早期的研究者认为， 共混过程中增容剂发生了迁移，分布到了PP和PA6两相界面 上，减小了两相界面张力，产生了一种强的物理相互作用 ，与液—液不相容体系的乳化机制相似。后来研究者发现 ，增容剂能与PA6反应生成新的共聚物，正是该共聚物对 PP、PA6起实质性的增容作用，即通过相间的化学反应，产 生类似于聚合物—玻纤或矿物填料的偶联机制，增容剂可 视为一种聚合物—聚合物化学偶联剂。已研究的增容剂主
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4
下面主要介绍几种塑料、橡胶和热塑性弹性体对PP共混增 韧改性。
一、PP/PE共混体系
PP为结晶性聚合物，其生成的球晶较大，这是PP易于 产生裂纹，冲击性能较低的主要原因。若能使PP的晶体细 微化，则可使冲击性能得到提高。
PP与PE共混体系中，PP与PE都是结晶性聚合物，它们 之间没有形成共晶，而是各自结晶。但PP晶体与PE晶体之 间发生相互制约作用，这种制约作用可破坏PP的球晶结
高分子材料与工程
1
聚丙烯(PP)是一种应用十分广泛的塑料。PP具 有原料来源丰富、合成工艺较简单、密度小、价格 低、加工成型容易等优点。PP的拉伸强度、压缩强 度等都比低压聚乙烯高，而且还有很突出的刚性和 耐折叠性，以及优良的耐腐蚀性和电绝缘性。均聚 PP的主要缺点是冲击性能不足，特别是低温条件下 易脆裂，且成型收缩率较大，热变形温度不高，等 等。PP的耐磨性和染色性也有待提高。
通过改性，可以使PP的性能得到显著改善。
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聚丙烯的改性方法
物理改性
化学改性 表面改性
共混改性 复合材料
增强填充改性 共聚改性 接枝改性 交联PP
这里主要讲聚丙烯的共混改性。
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PP共混改性是物理改性中的一种重要技术。 它是指用其他塑料、橡胶或热塑性弹性体混入PP中较大的 晶球内，以此改善PP的韧性和低温脆性。按共混物组成可 分为塑一塑共混及橡一塑共混体系，其中较常见的是PP／ 高密度聚乙烯(HDPE)、PP／低密度聚乙烯LDPE)、PP／尼 龙等体系。常用的橡胶增韧PP体系有PP／EPR(乙丙橡胶)、 PP／EPDM(一元乙丙橡胶)、PP／SBS(苯乙烯一丁二烯．苯 乙烯热塑性弹性体)、PP／BR(顺丁橡胶)和PP／POE等。PP 还可采用三元共混体系，此时某些共混改性剂对改善PP的 脆化温度有协同效应，即三元共混体系的抗冲击性能及其 他各项力学性能均优于二元体系。
PP
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马来酸型增容剂；丙烯酸改性聚合物 反应型增溶剂：本身含有反应基团的增溶剂，在共混时能 与其它聚合物含有的基团发生化学反应，生成化学键增加 增容性。 表 反应型增容剂的应用实例
聚合物A
聚合物B
增容剂PPຫໍສະໝຸດ PE PP,PEPA6, PA66 PET
PP-g-MA, PP-g-AA PP-g-AA, 含羧基PE
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6
熔体流动速率(g/10min)
PP/LDPE共混物的熔体流动速率与LDPE含量的关系
12
10
8
6
２１０℃
4
２３０℃
2
0 0
20
40
60
80
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LDPE含量/%
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的ＰＰ／ＰＥ共混物中，ＴＡＩＣ主要分布在ＰＰ／ＰＥ 共混物的相界面。由辐射引发的ＴＡＩＣ参与的界面反应 ，增强了不相容共混物的相间粘接，改善了共混物的相容 性，提高了共混物的力学性能。
●促进分散相组分在共混物中的分散。
增容剂
高分子增容剂
反应型增容剂 非反应型增容剂
低分子增容剂
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非反应型增容剂的应用实例
类型 聚合物B
A-B型
PS
PP
聚合物A 增容剂
PB PA66
PS-g-PB PP-g-PA66
A-C型
PE
PP
PS
CPE, SEBS
PE
EPDM
C-D型
PVC
BR
PMMA
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PA/PP与增容PA/PP断面的电镜照片
未增容的试样分散相粒子粗大、光滑，界面粘结力弱，增 容处理的试样分散相粒径极小，界面模糊，几乎成为均相。
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增容剂定义：增容剂是指在共混体的聚合物组分之间起到 增加相容性和强化界面粘结作用的共聚物。 作用机理： ●富集在两相界面处，改善两相之间的界面结合；
构， PP球晶被PE分割成晶片，使PP不能生成球晶。随着PE用量 增大，PP晶体进一步被细化。PP晶体尺寸的变小，使其冲 击性能得到提高。
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PP/PE共混物的冲击性能研究表明：在PE含量为11%时，冲 击强度达到65.6J/m,未加PE的样品为60.8J/m；低温冲击 强度在未加PE时为24.6J/m，PE含量11%时为35.4J/m。 PP/PE共混明显提高PP的冲击强度，特别是低温冲击强度。 梁基照研究了PP/LDPE共混物的加工流动性能，PP/LDPE共 熔体流动速率混物与LDPE质量分数的关系如图所示。从图 中可看出，LDPE可提高PP熔体流动速率，改善加工性能。 PP与PE相容性不好，应添加相容剂。此外，交联也是改进 PP/PE体系性能的方法。可在PP/PE体系中添加三烯丙基异 三聚氰酸酯（TAIC），并进行辐射交联。姚占海等研究了 PP/TAIC/PE共混体系的辐射增强相界面反应，SEM的分析测 试结果表明，在含有ＴＡＩＣ