常用聚烯烃改性剂

聚烯烃用改性剂

1. 大分子相容剂

塑料合金化、填充改性是提高塑料物理与力学性能的主要方法之一。但通常塑料与填料极性差异大, 相容性不好, 造成填料在树脂中不易均匀分散, 界面粘合力低, 导致材料的冲击强度、断裂伸长率等力学性能降低。用传统表面活性剂或有机偶联剂（如硬脂酸、硅烷、钛酸酯等）处理填料表面, 虽可改善填料的分散性和界面粘合力, 但因为有机偶联剂的有机链段短, 与基体作用小, 对材料力学性能的提高有限。而大分子相容剂的应用收到了良好的效果。大分子相容剂不但可促进填料在基体中的分散, 而且可提高填料与基体、基体与偶联剂间的界面粘合, 克服传统偶联剂与基体作用弱的缺点, 从而使复合材料的综合性能得到提高。用于改性填充塑料的大分子相容剂主要是带有反应性基团的官能团化接枝高分子。一方面大分子相容剂的反应性官能团可以和填料发生化学反应, 另一方面大分子相容剂含有高分子长链, 可与基体产生良好的缠结或共结晶。因此, 大分子相容剂不但可以使填料在塑料中的分散性改善, 而且增加组分间的粘合力, 从而提高填充塑料的综合性能。

大分子相容剂用于改性填充PP的研究最多, 常用马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）、丙烯酸接枝聚丙烯（PP-g-AA）、甲基丙烯酸缩水甘油酯/苯乙烯（GMA/St）熔融接枝PP（PP-g-GMA-co-St）、甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯（PP-g-MMA）等来改性CaCO3、云母、滑石粉、高岭土等填充和增强聚丙烯。其次大分子相容剂较多的应用于填充聚乙烯改性中。常用的有马来酸酐接枝高密度聚乙烯（HDPE-g-MAH）、马来酸二丁酯接枝聚乙烯（PE-gDBM）等来改性CaCO3、Mg(OH)2等填充和增强聚乙烯。应用于聚氯乙烯的大分子相容剂的有：甲基丙烯酸-苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳涂覆CaCO3填充PVC/氯化聚乙烯，丙烯酸丁酯接枝PVC（PVC-g-BA）改性CaCO3填充PVC。

2. 成核剂

结晶改性是目前聚烯烃, 尤其是聚丙烯塑料工程化改性的重要途径。目前聚烯烃用成核剂主要包括聚烯烃α晶型成核透明剂和聚烯烃β晶型成核剂在内的两大体系三个系列化的产品。其中α晶型成核透明剂涉及TM和TMP两个产品系

列, 前者系二苄叉山梨醇类衍生物, 包括TM-1、TM-2和TM-3三个品种, 旨在改善制品透明性、表面光泽、刚性和弯曲模量等；后者为磷酸芳基酯盐类衍生物, 包括TMP-210、211和221三个品种, 无味, 增刚, 增透, 适用于PP薄膜、片材和注塑制品等。β晶型成核剂涉及TMB-4、TMB-5两个品种, 结晶较快, β晶型转化率高, 适用于PPR热水管、汽车注塑件等领域, 具有提高抗冲强度和热变形温度等特点。

3. 粘结改性剂

聚烯烃是一类性能优良的通用塑料, 广泛应用于包装工业、电子工业、建筑工业等领域, 但聚烯烃材料难于粘接。常见聚烯烃的胶粘剂有：

（1）氯化聚丙烯改性胶粘剂

主要有CPP-g-MAH、CPP-g-GMA。

（2）热熔胶粘剂

以热塑性弹性体为基体树脂, 通过加入增黏树脂、增塑剂、抗氧剂和其它助剂等混熔而成的一类不含溶剂的胶粘剂。热熔胶通过加热熔融粘合, 随后冷却、固化, 发挥粘接力, 一般在200℃左右的温度下使用, 此高温可以破坏聚烯烃表面弱边界层, 使得热熔胶可以渗入聚烯烃内部, 与聚烯烃发生较强的粘附作用。粘接聚烯烃材料的热熔胶粘剂多为乙烯-醋酸乙烯( EV A)类聚合物。目前用于PE粘接的EV A 胶粘剂均为改性EV A胶粘剂。

（3）SBS热塑性弹性体胶粘剂

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)热塑性弹性体具有与聚烯烃相似的结构, 二者的表面能也很接近, 故与聚烯烃的相容性好; 又由于SBS具有很好的抗蠕变性能, 无需硫化就具有很高的强度, 所以它被用作结构胶粘剂、层压复合胶粘剂、压敏胶粘剂等。用甲基丙烯酸甲酯(MMA)对SBS进行接枝改性, 以提高其内聚力和粘接强度, 同时在SBS分子链上接枝玻璃化温度较低的丙烯酸丁酯(BA)以改善其亲和性, 并添加增粘树脂, 制备出了SBS 热塑性弹性体胶粘剂。

（4）丙烯酸酯类胶粘剂

目前, 丙烯酸酯胶粘剂在聚烯烃方面应用较为广泛。丙烯酸酯胶粘剂通常由单体共聚而得。共聚单体有3 类，第一为软单体, 玻璃化温度低, 赋予

胶粘剂粘接性能; 第二为硬单体, 玻璃化温度高, 与软单体共聚后产生较好的内聚强度和较高使用温度;第三为官能单体, 可赋予胶粘剂反应性或其他特性等。常用的有四乙氧基硅烷、环氧树脂、醋酸乙烯酯等。

（5）有机硅密封胶

一般由羟基封端的聚二甲基硅氧烷( PDMS)、交联剂、催化剂及填料等组成, 其剥离强度、剪切强度和低温性能较好, 对PE、PP和PT FE等具有良好的粘接效果。

4. 聚烯烃用新型表面改性剂

此类改性剂在成型加工前混入聚烯烃树脂中，成型后这类助剂能迁移到制品表面，能有效改善聚烯烃树脂的二次加工性。目前有关这类改性剂多为专利性的。国内外开发的此类改性剂主要有：DM-SMA、HEMA-SMA 、PEGMA-SMA、IA-SMA、MA-SMA等。

注：DM（甲基丙烯酸二甲胺乙酯）

HEMA（甲基丙烯酸羟基乙酯）

PEGMA（聚乙二醇单甲基丙烯酸酯）

IA（衣康酸）

MA（马来酸酐）

SMA（甲基丙烯酸长链烷基酯）