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POE、POP及LLDPE对透明聚丙烯低温增韧的研究

赵兴科  
【摘要】: 医用透明聚丙烯由于低温韧性较差在应用上受到限制,本论文旨在采用适当的增韧剂,通过双螺杆挤出共混的方法对通用透明聚丙烯进行增韧改性。 首先分别考察了三种不同的增韧剂POE、POP和LLDPE与透明聚丙烯的二元共混体系,研究了不同配方对二元共混体系的拉伸性能、缺口冲击韧性能的影响;并用SEM、DSC和WXRD和对共混体系的冲击断面形态、相态结构、晶体结构、结晶度以及两相间相容性进行了表征,并用分光光度计测定样品的透光率。结果表明:随着增韧剂含量的增加,在室温、0℃和-35℃时三种体系的共混物的缺口冲击强度都有所增强。增韧剂POE对透明聚丙烯的增韧作用尤为明显,常温和-35℃时的冲击强度分别为42 KJ/M2和6.32 KJ/M2,与纯PP相比分别提高了6倍和5倍。当含量为15%时该体系的缺口冲击强度较纯透明聚丙烯提高了约5倍,25%时提高了6倍,并且高于室温时透明聚丙烯的缺口冲击强度。SEM断面观察一方面揭示了POE/PP二元体系是由POE微颗粒相分布在PP基体中,随POE含量的增加微颗粒相的尺寸有所增加;另一方面揭示了银纹-空穴化转为屈服形变的增韧机理。DSC的结果显示POE/PP二元共混体中PP的结晶度明显降低,且随POE含量的增加而下降,同时还揭示了在POE熔融峰与PP熔融峰之间POE/PP二元共混体有新相形成,广角X-光衍射分析也证实了有新的PE晶型形成,说明PP与POE具有较好的相容性。透光率的结果说明POE对制品透光率损害较大,POE含量为15%时共混物的透光率已减小到44%。POP对PP的增韧效果不及POE,DSC结果显示POP的加入使PP相的结晶度降低,PP和POP具有一定的相容性。LLDPE在低温下对透明PP几乎没有增韧效果,DSC结果表明PP/LLDPE是热力学不相容体系,但是LLDPE使共混物的拉伸强度和透光率降低较少。 为了在增韧的同时保持制品的透光率,本文采用了在POE含量较低的PP/POE体系中加入LLDPE进行协同增韧的方法来优化配方。在PP/POE/LLDPE三元共混体系中,保持PP/POE的配比不变,研究了不同含量LLDPE对体系性能的影响。结果表明:随着LLDPE质量含量的增加,共混物常温和低温冲击强度以及透光率都先增大后下降。PP/POE/LLDPE配比为90/10/5的三元共混体系具有最佳的综合性能,其常温冲击强度为10.25 KJ/M2,是纯PP的2倍;-35℃时的冲击强度为4.25 KJ/M2,是纯PP的3.5倍,透光率为54%,拉伸强度为28.42MPa。


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