聚烯烴的改性技術(shù)進(jìn)展

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2015-01-20 13:50:16點(diǎn)擊率：

　　1· 填充改性技術(shù)的研究進(jìn)展

　　填充改性具有效果明顯、工藝簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是工業(yè)上常用的塑料改性方法。能當(dāng)作填充改性填料的物質(zhì)必須滿足一些基本條件[1]：耐熱性好，加工過程不分解而損害材料使用性能;分散性好，加入后不過多損害加工性能;不與基體材料發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng);在成型后的制品中不會發(fā)生表面析出;價格便宜，來源豐富等。填充改性按填充物種類可分為無機(jī)填充和有機(jī)填充兩類。

　　無機(jī)填充改性指在材料中添加無機(jī)填料。常被用做無機(jī)填料改性聚烯烴材料的主要有：氧化物類;氫氧化物類;碳酸鹽類;硫酸鹽類;碳素;硅酸鹽。

　　有機(jī)填充改性是在材料中添加有機(jī)填料物質(zhì)。常被用作有機(jī)填料填充聚烯烴的主要有：天然纖維素纖維類、有機(jī)合成纖維類以及有機(jī)阻燃劑類等。其中用天然有機(jī)木粉填充聚烯烴材料制備的木塑復(fù)合材料是目前許多國家致力于工業(yè)化的一個熱點(diǎn)，這類復(fù)合材料綜合了植物纖維和聚烯烴塑料二者的優(yōu)點(diǎn)，能有效地緩解過度開發(fā)而引發(fā)的資源貧乏、木材短缺等問題，是一種資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的復(fù)合材料[2]。

　　除此之外，目前一些國內(nèi)外學(xué)者也致力于開發(fā)一些有機(jī)-無機(jī)雜化填充的聚烯烴復(fù)合材料，以在成本和性能等方面求得平衡。如Mohanty [3]等人通過熔融擠出制備了一種劍麻纖維和玻璃纖維雜化增強(qiáng)的PP 復(fù)合材料，終得到一種成本低廉、綜合性能很好的有機(jī)-無機(jī)纖維雜化增強(qiáng)PP 材料。

　　2· 共混改性技術(shù)的研究進(jìn)展

　　共混改性是在樹脂基體中混入一種或多種其他高分子物質(zhì)，因此共混物也被稱為聚合物合金。共混改性是開發(fā)新型高分子材料的一種有效途徑，它主要應(yīng)用于以下幾個方面：

　　2.1 綜合各組分材料的性能

　　當(dāng)單一材料難滿足應(yīng)用要求時，可通過共混改性引入其他材料來取長補(bǔ)短。如尼龍(PA)具有很好的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，但其制品往往因?yàn)閺?qiáng)吸濕性而引發(fā)強(qiáng)度下降、尺寸穩(wěn)定性變差等缺陷。聚丙烯材料價格便宜、加工性能好，并且?guī)缀跬耆粫?。將二者共混制備PP/PA合金，既可以改善PA 的耐水性，又能提高PP 的力學(xué)性能[4]。

　　2.2 賦予材料一些特殊性能

　　PP 是一種易燃材料，極限氧指數(shù)(LOI)只有17%，在PP 中加入本身具有阻燃性的PVC 樹脂，可賦予材料阻燃性能[5]。

　　2.3 改善材料的韌性

　　共混是對聚烯烴材料進(jìn)行增韌改性的常見有效的方法。按照共混物的組成，可分為塑-塑共混增韌和橡-塑共混增韌。塑-塑共混增韌是指往基體材料中添加其他塑料。比如，將PET 樹脂加入到PP中大幅度地增加PP 的韌性[6]。橡-塑增韌是將塑料基體與橡膠類彈性體共混。常用于增韌聚烯烴的橡膠彈性體有：SEBS、POE、EPDM 等。

　　2.4 改善加工性能

　　為了改善某些難以加工的高分子材料的加工性能，可以往其中添加一些容易加工的材料使加工方便。例如LLDPE 樹脂具有較好的機(jī)械性能，熱性能和耐候性，但由于熔融溫度較高，加工成型困難。而LDPE 有較低的熔融溫度，成型方便。將LLDPE 與LDPE 共混，可以獲得性能優(yōu)異、加工性良好的LLDPE 材料[7]。

　　2.5 降低成本

　　滿足性能要求的前提下，在價高的功能型樹脂材料中混入廉價的通用性樹脂，是常被用來降低材料成本的方法。

　　3· 形態(tài)控制改性技術(shù)的研究進(jìn)展

　　形態(tài)控制改性指通過成型工藝或配方設(shè)計來控制高分子鏈段的聚集或者排列狀態(tài)，從而影響終材料的力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)等各方面的性能的。形態(tài)控制改性按照類別主要可以分為控制結(jié)晶形態(tài)改性和控制取向形態(tài)改性兩大類。

　　3.1 控制結(jié)晶形態(tài)改性

　　大部分聚烯烴材料或多或少具有一定的結(jié)晶性。但由于高分子材料本身大分子鏈段的特性，所形成晶體具有許多種晶型和晶系。不同晶型和晶系所對應(yīng)的材料具有不同性能。以PP 為例，通過對條件的控制可使PP 形成單斜球晶(α 型)、六方球晶(β 型)、三斜球晶(γ 型)。α型PP 是穩(wěn)定的一種結(jié)晶形態(tài)，這類PP 具有較好的拉伸性能，剛性和硬度。β 型PP 具有比α 型PP 更高的沖擊韌性和熱變形溫度，高含量β 型PP 需要要特定條件下制備形成，如添加β 成核劑、溫度梯度和高的剪切應(yīng)力等。γ 型PP 很不穩(wěn)定，僅在十分特殊的條件下才能制得，目前關(guān)于γ 晶型PP 的研究很少。因此可以根據(jù)材料用途要求可以選擇不同的成型加工手段來制備不同晶型的PP。

　　3.2 控制取向形態(tài)改性

　　目前控制取向形態(tài)的改性方法有兩種：一種是加工作用力取向改性，取向沿聚合物熔體的流動方向發(fā)生。另一種是外加拉伸力作用取向，取向沿著外加的作用力方向發(fā)生，僅適合于薄壁制品。通過取向形態(tài)改性，塑料在取向方向的力學(xué)性能、熱學(xué)性能、光學(xué)性能、阻隔性能、密度等會發(fā)生很大改善。

　　4· 界面相容化改性技術(shù)的研究進(jìn)展

　　相容性是指共混物各組分之間相互容納、在宏觀上形成均勻材料的能力，終影響共混物的加工和應(yīng)用性能。由于不同聚合物材料之間的分子鏈組成結(jié)構(gòu)、極性、分子量等存在著很大差異，因此能夠達(dá)到完全相容的共混物很少，絕大部分高分子材料都是互不相容的[8]，因此如何改善共混物各組分之間的相容性已經(jīng)成為開發(fā)新材料的關(guān)鍵。目前常用相容化改性的方法有添加大分子相容劑、加入低分子量偶聯(lián)劑以及反應(yīng)擠出技術(shù)等。

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