高极性聚丙烯材料的制备及其在汽车保险杠的应用
聚丙烯汽车保险杠材料的研究、开发和进展
熔体流 动速率僭 （０ Ｉ 。 １ １ ｍｉ 。 ）
拉 伸 屈 服 强 度 Ｉａ Ｐ
和ＰＣ／ Ｓ合 金 ．进 入 ２ 世 纪８ 年 ＡＢ ０ ０ 代后 ．ＰＰ 性材 料成 为制作 保 险杠 改 的 首选 材 料 。近 年来 ．随 着 高分 子 合 金 、复 合 、动 态硫 化 、相 容 剂及 共混 理论 与技术 的 发展 ．ＰＰ 性材 改
量 已达 到 １ ％一 ５ ０ １ ％，有的甚 至达 到 究 、开 发是 一 个 重 点 。 中 国汽 车 工 料 通 过 与 共 聚 聚 丙 烯 （ ＣＰＰ） 、 ＰＯＥ） 、滑 石 粉 ２ ％ 以上 。 美 国通 用 电器 公 司 塑 料 业 总公 司 对此 很重 视 ，在 “ 车 工业 聚 烯 烃 弹 性 体 （ ０ 汽
相 近 ，主 要 以聚 丙 烯 （ Ｐ）为 主 ， Ｐ
产 塑料 保 险 杠 、仪表 板 等 作 为 汽 车 剂 、氧合 抗 氧 剂 、降 温母 粒 等 ，制 得 的共混 料 完 全 可 以满足 汽 车 保 险
约 占总 量 的２ ％ ，其 中８ ％ 以上 用 工业需 要重点发展 的零部 件” ８ ０ 。
■ 广 州本 田汽 车有限公 司 钟 明强
２ 世 纪９ 年代 以来 ．世 界 汽车 汽车保险杠 材料 的研 究开发进 展 。 ０ ０ 工业 ，特 别 是 中 国汽 车 工 业 不 断发 展 ，汽 车 产 量 持 续增 长 。随 着汽 车 普 及率 迅 速 提 高 ，减 轻 车 身 质 量 、 节 能 降耗 及 降 低 成 本 已成 为汽 车 工
Ａ Ｕ Ｔ ０
ｐ Ｌ Ｔ Ｉ Ａ Ｓ Ｃ Ｓ
Ｆ ｏ Ｒ Ｕ Ｉ Ｖｌ
表２ 小本体 聚丙烯 共混改性保 险杠专用料 产品性 能
高极性聚丙烯的研制与应用
6聚丙烯是五大通用塑料之一，由于其具有吸水吸湿低、耐应力开裂、耐疲劳屈服、电气绝缘性优异、化学稳定性好等特征，加之其密度小、易加工成型、成本低廉等因素，使得聚丙烯在日常用品、包装材料、家用电器、汽车工业、建筑施工等行业得到广泛应用。
为了满足更多使用要求，扩大应用范围，常常对聚丙烯进行共混、填充、增强等改性。
但由于聚丙烯属于非极性聚合物，难于与极性聚合物如尼龙(PA)、聚酯(PET 或PBT)、聚碳酸酯(PC)等或无机增强填充材料相容，无法制备性能优异的共混材料；同时由于聚丙烯缺乏极性，使得聚丙烯的亲水性、染色性、抗静电性、粘接性、可印刷性很差[1]，这些缺点严重限制了聚丙烯的应用。
增容剂作为一种表面活性剂，能降低表面张力，提高共混物中分散相和连续相之间的界面粘结力，能使原本不相容的聚合物形成具有任一组分都不具备的独特性质的共混物。
为扩大聚丙烯的应用范围和研制更多有价值的新材料，聚丙烯接枝物作为增容剂，一直是科研和工业生产中的一个重要领域。
目前聚丙烯接枝通常是用有机过氧化物作引发剂，接枝马来酸酐来实现的。
但马来酸酐的毒性较大，沸点较低且易升华，接枝时易挥发，损伤人的眼睛等器官，并且对设备有腐蚀性[2]，造成操作困难。
甲基丙烯酸缩水甘油酯(GM A)具有高沸点、低毒性等特点，作为接枝单体，可以在PP 分子链上引入活性的环氧基团，可以改善PP 与具有胺基、羧基和羟基等端基的聚酰胺、聚酯树脂的相容性，提高PP 的可印刷性。
聚丙烯接枝的方法很多，有本体、固相、溶液、熔融、辐射等实施方式，与其他方法相比，熔融接枝方法简单，且能连续操作，易于工业化，无需回收溶剂，产品无需纯化等优点，所以越来越受人们重视。
但对于熔融接枝PP 体系，由于PP 在自由基引发剂作用下降解严重，基体的力学性能劣化，接枝率低，很难制得接枝率高、性能优良的极性材料。
为了解决上述问题，科研工作者进行了许多成功的尝试。
近年来，一些有益的研究集中在使用共单体方面。
聚丙烯改性及其汽车保险杠的研制
聚丙烯改性及其汽车保险杠的研制中文摘要本论文通过橡胶(POE)、聚丙烯(PP)、滑石粉共混和添加成核剂改变聚丙烯的结晶形态两种方式来对聚丙烯进行增韧，并通过马来酸酐（MAH）与苯乙烯（St）对聚丙烯（PP）进行增强极性改性，研究了改性后复合材料的性能，并取得了一定的效果。
在研究橡胶增韧PP的过程中，采用了DOW化学公司近几年推出的用茂金属催化剂通过乙烯和辛烯原位聚合技术生产的一种饱和乙烯一辛烯共聚物(POE)增韧改性PP。
对PP/POE体系的力学性能进行了研究，并用差示扫描量热仪(DSC)对其进行了详细的表征。
结果表明，POE加入随含量的增加，PP的冲击强度和断裂伸长率不断升高，拉伸屈服强度不断降低，且随着拉伸速率的增加，PP/POE共混体系的拉伸屈服强度逐渐升高，而断裂伸长率则逐渐降低;分析表明，加入POE破坏了PP分子链的规整性，阻碍PP的结晶，，导致其结晶度不断降低;POE与PP具有较好的相容性，POE加入没有改变PP的晶面间距和晶型。
在研究滑石粉对聚丙烯增强的过程中，采用1250目的滑石粉增强填充PP/POE体系，并对其力学性能进行了研究，随着滑石粉用量的增加，混合体系的冲击强度降低，但其断裂伸长率在加入15%之前一直在上升，15%后开始下降。
滑石粉对PP有异相成核作用，随着滑石粉的加入，球晶渐趋不规则,边界变得模糊,球晶尺寸下降,球晶分布趋于均匀。
在研究成核剂改变聚丙烯进行增韧的过程中，用β晶型成核剂(TMB-4)对PP的结晶和力学性能进行研究，结果表明，TMB-4能使共聚PP拉伸强度有所提高，TMB-4因诱发PP产生大量β晶，使其缺口冲击强度和断裂伸长率提高了56%和15%。
通过POE、成核剂、滑石粉复配来对PP进行增韧，并对其力学性能进行表征，结果表明，其冲击强度和拉伸强度都有一定程度的提高，综合性能良好。
一些性能达到了保险杠对PP复合材料的要求。
关键词:聚丙烯，POE，滑石粉，成核剂，结晶，力学性能安徽建筑工业学院本科生毕业论文AbstractIn the thesis,the polypropylene(PP) resin was modified for toughness by two methods,Including the adding of POE and Talcum powder,blending with nucleators to modify the crystallization off PP.And by maleic anhydride (MAH) and styrene (St) on polypropylene (PP) to enhance the polarity.The properties of PP composite were studied and the result is good.Saturation ethylene-oetylene copolylner(P0E) produced by DOW chemistry company via ethylene and octylene original position polymerization eatalysised by metallocene was adopted，when studying modified PP.the mechanical properties Of the PP/POE system were studied and they were investigated by differential seanning calorimetry(DSC).The results show that the impact strength and rupture elongation ratio of PP/POE can be increased gradually and tensile yield intension reduced gradually as the adding content of POE,while tensile yield intension can be increased gradually and rupture elongation ratio reduced gradually as the increasing of rate of estension.The crystallization analysis s how that the erystallization degree of PP was redueted sequeneely by adding POE to damage PP molecular thain regulation and hind PP crystallization.The crystallization shape and interplanar distance of PP was not changed by adding POE and there is very good consisteney between PP and POE.In the research process of that Talc reinforced polypropylene, talc was used to increase PP/POE system, and the mechanical properties were studied.with the increase of the amount of talc,the impact strength of the mixed system decreased, But the elongation at break before joining the 15% has been rising, over 15% began to decrease.Talc on PP play the role of heterogeneous nucleation,With the addition of talc,Spherulites become more irregular,boundaries are blurred,Spherulite size decreases,Spherulites to uniform.The influence ofβform(TMB-4) nucleators on erystallization and mechanieal properties of impact co-polypropylen was studied,the results show that TMB-4 inereases tensile intension to some extent.TMB-4 because of its indueting co-PP togenerate more.βcrystal form has more evidently increased impact strength and rupture elongation ratio of PP about 56% and 15% .The PP resin was modified for toughness by multiplicity formulation of POE,talc and nueleators，and the meehanieal properties of PP/POE/talc/nucleators were tested.The results show that Impact strength and tensile intension can be inereased to some extent and combination property is good.The PP composite reach the require of auto bumper.聚丙烯改性及其汽车保险杠的研制Keywords:polypropylene，POE，nueleator，crystallization，mechanical property安徽建筑工业学院本科生毕业论文目录第1章引言 (V)1.1国内外聚丙烯汽车保险杠发展现状 (1)1.1.1介绍 (1)1.1.2国内外聚丙烯汽车保险杠及专用料的发展概况 (1)1.2汽车保险杠用聚丙烯存在问题和开发难点 (3)1. 3聚丙烯汽车保险杠专用料 (3)1.3.1聚丙烯与弹性体共混料 (3)1.3.2 PP/EPDM型反应型共混料 (4)1.3.3嵌段共聚PP/聚烯烃热塑性弹性体(TPE)共混料 (4)1.3.4新型高分子材料—丰田超级烯烃聚合物 (4)1.3.5非交联发泡保险杠 (4)1.3.6汽车保险杠专用树脂 (5)1.3.7可涂饰汽车保险杠 (5)1.4汽车保险杠的成型方法和回收利用 (5)1.4.1汽车保险杠的成型方法 (5)1.4.2汽车保险杠的回收利用 (6)1.5汽车保险杠用聚丙烯增韧改性 (6)1.5.1化学改性 (6)1.5.2物理改性 (8)1.6汽车保险杠用聚丙烯增强改性 (10)1.7聚丙烯增韧增强改性存在的问题 (10)1.8聚丙烯增加极性改性 (11)1.9研究目的及意义 (11)第二章弹性体POE改性聚丙烯概述 (12)2.1 POE弹性体 (12)2.1.1 POE的性能 (12)2.1.2 POE对PP的共混改性 (12)2.2 POE与其他弹性体的比较 (13)2.3不同牌号的POE对共混体系力学性能的影响比较 (14)第三章实验 (16)3.1聚丙烯基料的选择 (16)3.2 增韧剂的选择 (16)3.3 填料的选择 (17)3.4实验部分 (18)3.4.1实验原料 (18)3.4.2主要设备 (18)3.4.3样品的制备 (19)3.5测试与表征 (21)聚丙烯改性及其汽车保险杠的研制3.5.1熔体流动速率测定 (21)3.5.2热变形温度测定 (22)3.5.3拉伸性能测定 (22)3.5.4冲击性能测定 (22)3.5.5示差扫描量热仪(DSC) (22)3.5.6 偏光显微镜 (23)第四章实验结果与讨论 (24)4.1 PP/POE混体系的物理机械性能分析 (24)4.2.PP/POE共混体系DSC分析 (27)4.4 PP/β成核剂体系性能 (30)4.5 MAH-St多组分单体熔融接枝聚丙烯 (33)第五章聚丙烯保险杠材料研制 (34)5.1 保险杠配方设计 (34)5.2 实验原料 (34)5.3主要设备 (34)5.4测试与表征 (34)5.5实验结果 (34)第六章总结 (35)参考文献 (36)致谢 (40)聚丙烯改性及其汽车保险杠的研制第1章引言1.1国内外聚丙烯汽车保险杠发展现状1.1.1介绍目前汽车制造业正向降低车身自重、减轻能源消耗方向发展。
汽车保险杠用增韧聚丙烯(PP)复合材料的研究的开题报告
汽车保险杠用增韧聚丙烯（PP）复合材料的研究的开题报告标题：汽车保险杠用增韧聚丙烯（PP）复合材料的研究背景及研究意义：汽车保险杠是车辆外部的重要部件之一，既是车辆美观性的体现，也是车辆碰撞保护系统的核心部件。
传统的汽车保险杠材料主要是金属和塑料，但它们都存在一定的缺陷。
金属保险杠固然坚固耐用，但对车辆造成的碰撞危害较大，塑料保险杠轻便且造型多样，但其强度和韧性不足以承载车辆高速行驶过程中的撞击力和重压。
因此，研究一种新型的汽车保险杠材料非常必要。
紧随着汽车工业的迅速发展，复合材料作为一种新型的功能材料已经被广泛应用于汽车保险杠的制作中。
其中，增韧聚丙烯（PP）复合材料由于其具备良好的耐磨、抗冲击、耐紫外线、耐腐蚀等特点，已经成为汽车工业中的热门材料之一。
本研究旨在探究增韧聚丙烯（PP）复合材料在汽车保险杠制作中的性能优势与应用价值，并进行相关的制作工艺及性能测试，为汽车保险杠的制作提供一种新的材料和解决方案。
研究内容：1.增韧聚丙烯（PP）复合材料的制备方法及工艺流程的探究和改进；2.增韧聚丙烯（PP）复合材料的物理力学性能测定，包括拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性等方面的测试；3.研究增韧聚丙烯（PP）复合材料制作的汽车保险杠的力学性能及稳定性能测试，对比传统的保险杠材料，探究其性能优势与应用价值。
研究方法：1.制备增韧聚丙烯（PP）复合材料，探究其制备方法及工艺流程；2.通过标准测试方法，测定增韧聚丙烯（PP）复合材料的物理力学性能；3.基于数值模拟和实验测试相结合的方法，研究增韧聚丙烯（PP）复合材料制作的汽车保险杠的力学性能及稳定性能。
预期成果：1.通过对增韧聚丙烯（PP）复合材料的制备工艺流程的探究和改进，提升其质量和生产效率；2.测定增韧聚丙烯（PP）复合材料的物理力学性能，探究其力学性能优势；3.测试增韧聚丙烯（PP）复合材料制作的汽车保险杠的力学性能及稳定性能，探究其稳定性能；预期目标：1.确定增韧聚丙烯（PP）复合材料的良好制备工艺流程方法；2.探究增韧聚丙烯（PP）复合材料的物理力学性能特点；3.发现增韧聚丙烯（PP）复合材料制作的汽车保险杠的性能优势与应用价值，提高汽车保险杠的安全性能和美观性能。
聚丙烯改性在保险杠材料中的应用
聚丙烯改性在汽车保险杠材料中的应用1108079马啸天1.1 改性原理及实施方法1.1．1汽车保险杠用PP增韧改性PP的增韧改性方法可分为物理改性法和化学改性法2大类。
并且这两种改性方法相辅相成的，不是完全分离的。
例如：．共混改性是属于物理改性法，然而改善共混物相容性的相容剂的制备又属于化学改性方法。
1．1.1.1化学改性所谓PP的化学增韧改性，是指利用化学反应在PP的主链上引入高弹性的链段以增加PP韧性的方法。
化学改性方法主要包括共聚改性、橡胶共混交联改性、接枝改性以及茂金属作聚合催化剂4种。
(1)共聚改性常用的共聚单体有乙烯、丁烯等。
丙烯和乙烯的嵌段共聚物，通过调节均聚物的相对分子质量、结晶度、改性剂添加量及其在基体中的微区尺寸和分布可获得综合性能很好的抗冲共聚聚丙烯。
(2)橡胶共混交联改性PP的交联改性可分为辐射交联和化学交联两种。
然而辐射交联的同时PP的降解十分严重，加上设备比较昂贵，所以对于PP一般采用化学交联法，通过交联可提高PP力学性能和耐热性能。
(3)接枝改性聚丙烯PP为非极性的聚合物，因此它与其他极性聚合物、无机填料等的相容性不好，从而影响共混改性的效果。
若在PP分子链上接枝适当的极性基团，如不饱和羧酸等，可以使PP分子带有一定的极性，从而提高其与其他极性聚合物的相容性。
1．1．1．2物理改性物理增韧改性PP的方法主要有共混增韧(1)共混增韧所谓共混增韧法，是将PP与增韧剂在熔融状态下进行共混，然后造粒得到宏观上均相、微观上分相的高分子合金，这种高分子合金与PP相比有着更好的冲击性能。
常用的共混增韧体系有：橡．塑共混、塑．塑共混以及三元共混。
橡．塑共混是最早使用的改性方法，此增韧方法简单有效，主要是利用具有柔性链的弹性体与PP共混，使弹性体插入PP大球晶内，减小球晶的尺寸，以达到改善PP冲击性能的目的，其增韧机理符合“银纹一剪切带"理论。
常用的橡胶增韧PP体系有PP／BR、PP／EPR、PP／EPDM、PP／POE、PP／SBS等。
聚丙烯热塑性树脂在汽车保险杠中的应用
聚丙烯热塑性树脂在汽车保险杠中的应用,是由丙烯聚合而制得的一种聚丙烯（polyprolene，PP），分子式为[C3H6]n热塑性树脂,其化学结构式如图 1。
PP通常为半透明无色固体，无臭无毒。
由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃。
耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒是其突出优点。
密度小，是最轻的通用塑料。
缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性予以克服。
图 1 聚丙烯的结构式保险杠系统是轿车车身的重要组成部分。
其作用是当轿车与其他车辆或障碍物发生碰撞时能保护车身和附件，具体说就是保护翼子板、散热器、发动机罩和灯具等部件。
轻微事故时保险杠系统能吸收冲击能量，撞后自动恢复原状，有效地降低了轿车的修理费用。
PP材料密度轻,尤其是相比于金属材料，在减轻重量的基础上又不失机械性能，而且通过改性的手段,特别是LFT-PP,已经进入汽车工程塑料的领域,PP因其优异的性价比,在汽车内外饰件中得到广泛应用,特别是应用在汽车的前后保险杠上(图 2)。
图 2 聚丙烯在汽车保险杠中的应用随着科技的发展，人们对PP材料的要求也随着提高，对PP的改性成为趋势。
日产汽车公司和三菱油化公司也研制了由PP嵌段共聚物、苯乙烯弹性体和聚烯烃系乙丙橡胶3 种组分配成的新材料制作的保险杠用该体系生产的保险杠具有高刚性、耐冲击性、抗损伤并具有良好的光泽、弹性和涂装性将保险杠装车后, 在8kN冲击应力条件下可不碎裂, 并具有复原的弹性。
这种材料还具有装饰美观、可注射成型等特点。
日本三井化学也研制了由PP嵌段共聚物、弹性体和滑石粉色目料配成的材料制成保险杠, 综合性能良好。
1991年, 丰田汽车公司将纳米PP 复合材料用于汽车前后保险杠, 使原保险杠厚度由4mm减至3mm,质量减轻约l/3。
国外聚丙烯汽车保险杠发展迅速,使用弹性体聚丙烯改性生产保险杠已占70%。
以日本为代表的由嵌段共聚PP、苯乙烯弹性体和聚烯烃类乙丙橡胶3组分配制成的新材料,及Himont公司反应器中直接生产的改性PP合金,极大地改善了保险杠的涂装性、耐热性及弹性,使PP在性能方面与聚氨酯接近,可用于生产中高档轿车保险杠。
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ｏｎ
对喷涂后样板进行一系列测试。由于喷涂的漆膜厚度 会影响附着力测试，因此在实际操作中会控制各层漆 膜的厚度值，表３是三个样板喷漆后所测得底漆、色 漆和清漆的厚度，各层漆膜和总漆膜厚度都在要求范 围内。表４是喷涂样板的附着力测试结果。从表４中
可以看到，未加入极性添加剂的材料的百格测试达到
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整量！翌垫
８０℃烘烤４５ｍｉｎ
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大。可见，极性添加剂Ｐ０ｌ与Ｐ０２能有效地改善聚
喷色漆
丙烯材料的极性。 ２．２极性添加剂对材料力学性能的影响
表２改性聚丙烯材料的力学性能
Ｔａｂ ２ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｍｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｍｏｄｉ６ｅｄ ＰＰ ｂｌｅｎｄｓ
０００
ｇ／ｍｏｌ，均为
艺繁琐，且存在安全隐患。通过添加极性物质来提高
聚丙烯的表面极性∞。６ ｏ，实现免火焰处理喷涂工艺
是一种环保而高效的方法。本文通过添加一种自制的 极性添加剂，使得改性后的聚丙烯具有较高的表面张
作者简介：罗忠富，男，１９７２年生。高级工程师，主要从事车用聚丙烯材料改性研究。ｌｕｏｚｈｏｎｇｆｕ＠ｋｉｎ啦ｃｏｍ。ｃｎ
后的聚丙烯保险杠具有良好的外观，可产生美好的视
力，并且喷漆后各项性能均满足测试要求。
１
实验部分
共聚ＰＰ：ＨＨＰ６，中国石油化工股份有限公司茂
１．１主要原材料
觉效果。这就要求聚丙烯材料不仅具备良好的冲击性
能和加工性能，还要具有优异的油漆附着性能。由于
名分公司；乙烯一辛烯共聚物（ＰＯＥ）：Ｅｎｇａｇｅ ８１５０，陶氏化学工业有限公司；滑石粉：广西桂林桂 广滑石粉有限公司；抗氧剂：Ｂ２２５，瑞士汽巴精细 化学有限公司；光稳定剂：市售；马来酸酐接枝ＰＰ
下
喷清漆
喷漆后ＰＰ样板
图１样板喷漆工艺
Ｆｉｇ １
１．４性能测试
拉伸性能按ＧＢ／Ｔ １０４０—２００６测试；冲击性能按
照ＧＢ／Ｔ １８４３—２００８测试；弯曲性能按照ＧＢ／Ｔ
９３４１ｑ００８测试；熔体质量流动速率按照ＧＢ／Ｔ
３６８２—＿２０００测试。 百格测试：按ＧＢ／Ｔ ９２８６—１９９８测试。
注：１）ＮＢ表示样条在冲击测试中不断。
上述实验中的改性聚丙烯材料的力学性能如表２ 所示。未加入极性添加剂的材料的各项力学性能均能 满足客户的标准要求，加入ＰＰ—ｇ—ＭＡＨ后，材料的常
漆膜厚度测试：采用刮刀将喷漆后样板表面刮出 小块，用新刀片将其快速切断，用二次元观测断面。
剥离强度按照ＧＢ／Ｔ ２７９０一１９９５测试。
温和低温冲击性能以及流动性均下降，低于材料的标 准要求，这可能是因为ＰＰ。ｇ—ＭＡＨ可能含有较多的单 体均聚物，而极性均聚物与基体ＰＰ材料相容性差导
ｔｏ
Ｃｏｎｖｅｒｓｅｌｙ．ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ＰＰ ｂｌｅｎｄｓ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ０．０２３ Ｎ／ｍ
０．０３５ Ｎ／ｍ
ｗａｓ
ｏｒ
Ｏ．０４２ Ｎ／ｍ ｗｉｔｈ
ｓｌｉ曲ｔ
ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．
Ｔｈｅ ｇｏｏｄ ａｄｈｅｓｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｂｌｅｎｄ ａｎｄ ｐａｉｎｔ
一
≮；；矽
图３
Ｆｉｇ ３
表４喷涂样板的附着力测试
Ｔａｂ ４ Ａｄｈｅｓｉｏｎ ｔｅｓｔ ｏｆ ｐａｉｎｔｅｄ ｓａｍｐｌｅｓ
高极性改性聚丙烯汽车保险杠
Ｈｉｇｈ ｐｏｌａｒ ＰＰ ｂｌｅｎｄｓ ｆｏｒ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｂｕｍｐｅｒ
３
结论 １）极性添加剂ＰＯｌ和Ｐ０２的加入，可以有效地
提高材料表面极性，使材料与水的表面接触角从 １０７。分别降低到９１．８０和８８．３。，表面张力从０．０２３ Ｎ／ｍ分别提高到０．０３５ Ｎ／ｍ和０．０４２
Ｎ／ｍ。
２）添加ｌ％的ＰＯｌ或Ｐ０２对材料的力学性能影 响不大，高极性材料的性能仍能达到材料标准要求。 ３）添加１％的Ｐ０１或Ｐ０２的材料喷涂后，材料 实验选取１
４、３。、４
４材料进行免火焰处理喷涂，
与油漆的结合力增强，材料均可通过各项油漆附着力
测试。 参考文献
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ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｆｔｅｒ ｎｏｎ—ｎａｍｅ ｔｒｅａｔｉｎｇ． Ｂｕｍｐｅｒ；Ｎｏｎ－ｎａｍｅ Ｔｒｅａｔｉｎｇ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｉｇｈ Ｐｏｌａｒ；ＰＯＩｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ
在汽车用诸多塑料品种中，改性聚丙烯（ＰＰ） 在汽车上的开发与应用，一直是汽车工业和塑料工业 关注的焦点。以聚丙烯作为保险杠材料，经油漆喷涂
万方数据
塑料工业
万能试验机：ｃｍｔ４０２０４（２０ ｋＮ），深圳市新三思材料
２结果与讨论
２．１极性添加剂对材料表面极性的影响
检测有限公司；冲击试验机：８９２型，美国Ｔｉｎｉｕｓ
０１．
ｓｅｎ公司；熔指测试仪：４１００型，德国ｚＷＩＣＫ公司； 接触角测定仪：ＤａｔａＰｈｙｓｉｃｓ ＯｃＡ２Ｓｅｒｉｅｓ，德国Ｄａｔａ．
（ＰＰ—ｇ—ＭＡＨ）：ＣＡｌ００，市售；极性添加剂：Ｐ０１、
ＰＰ材料是非极性材料，表面能低，使得其与大多数 聚合物的相容性差，不易浸润、黏合和印刷，涂覆性 能差，与油漆的黏结强度低。为提高聚丙烯的油漆附 着力，通常在涂装前要对其进行表面处理，首先通过 溶剂去除吸附在表面的灰尘与油污，然后用火焰、电 晕放电或气体等离子等进行表面氧化处理【ｌ。２ Ｊ，增
Ｔａｂ】
图２不同改性聚丙烯保险杠材料的表面性能
Ｆｉｇ ２ Ｓｕｒｆａｃｅ ｐｒｏｐｅｎｉｅｓ ｏｆ ｄｉｆ硷ｒｅｎｔ ＰＰ ｂｕｍｐｅｒ ｂｌｅｎｄｓ
Ｆｏ册ｕｌａ
ｏｆ ｍｏｄｊ瘀ｅｄ ｐ０】ｙｐｍｐｙｌｅｎｅ ｂｕｍＰｅｒｓ
各种改性聚丙烯材料的表面性能如图２所示。从 图２可以看出，未添加极性添加剂的材料与水的接触 角为１０７。，表面张力为０．０２３ Ｎ／ｍ，加入Ｐ０１和Ｐ０２
加表面的极性基团，增强涂层附着力，但此种方法工
Ｐ０２，ＰＯｌ是一种富含一Ｏ一键的化合物，相对分子 质量８７５，Ｐ０２为一种富含一ＮＨ～和一ＯＨ键的反应 型高分子化合物，摩尔质量＞２
自制。 １．２设备及仪器 双螺杆挤出机：ＳＨＪ－３０，南京瑞亚高聚物装备有 限公司；注塑机：Ｂ９２０，浙江海天注塑机有限公司；
Ｐｈｙｓｉｃｓ公司。 １．３试样制备 按表ｌ提供的配方称量原料，用高混机混合均 匀，然后在１９０～２２０℃条件下在双螺杆挤出机挤出
造粒，粒料在８０℃烘箱中干燥３ ｈ，在２１０～２２０℃ 下注塑成测试用标准力学样条和１００
３ ｍｍ×１００ ｍｍ×
ｍｍ的样板。样板按图１所示的工艺进行喷漆。
表ｌ改性聚丙烯保险杠材料配方（单位：％）
［７］魏玉坤，柯加良，赵建青．极性单体熔融接枝改性聚丙 烯的表面亲水性能研究［Ｊ］．化工新型材料，２００７，３５
（２）：５８—６０．
基于以上研究，笔者及所在团队研制出的高极性 聚丙烯材料满足通用、福特、本田、丰田等美日汽车
和自主汽车品牌主机厂的各项油漆测试。材料在美日
［８］苑辉．浅谈目前汽车油漆涂装发展与环保［Ｊ］．汽车与 配件，２００４（３４）：３４
ｂｌｅｎｄｓ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ．７１１１ｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ
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ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｆ而ｍ １０７０ｔｏ ９１．８００ｒ ８８．３。．
（１）：５３—５５
加入Ｐ０１和Ｐ０２后，百格测试均达到０级，漆膜无 任何剥离现象，剥离强度也有大幅度的提高，分别达
到９２１、９９７ Ｎ／ｍ，其他测试都满足材料标准要求。
汽车油漆一般含有丙烯酸类、聚氨酯类和环氧树脂类
树脂旧Ｊ，前面提到极性添加剂也富含一些极性官能
［５］赵胜，江畹兰，白乃斌，等．聚丙烯共混表面改性剂的 研究［Ｊ］．高分子材料科学与工程，１９９８，１４（５）：１２４
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—５７７０．２０１３．０３．０２２
中图分类号：ＴＱ３２５．１＋４
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００５—５７７０（２０１３）０３一０１１３—０３
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