无机纳米材料改性聚丙烯研究进展

无机纳米材料改性聚丙烯研究进展

摘要：综述了聚丙烯经无机纳米材料改性的方法，以及改性后的力学性能、热稳定性能、电性能和流变性能等都得到改善。并且综述了无机纳米材料改性聚丙烯的研究进展。因聚丙烯的韧性较差限制了工程化应用，所以利用纳米微粒改性填充聚合物，可有效地改善聚合物的强度、韧性、刚性及耐磨性等性能。

本文侧重讨论了碳纳米管(CNTs)、纳米二氧化硅(nano-SiO2)、纳米碳酸钙(nano-CaCO3)及纳米蒙脱土（MMT）等在聚丙烯改性中的研究进展。1)碳纳米管可以提高聚丙烯的力学性能、电学性能；2)纳米二氧化硅增强强度、韧性、耐磨性、抗老性；3)纳米碳酸钙改性聚丙烯的刚性、韧性、弯曲强度；4)纳米蒙脱土提高聚丙烯抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性。并对无机纳米材料改性聚丙烯的应用前景进行了展望。

关键字：聚丙烯；无机纳米材料；改性；研究进展

0前言

聚丙烯（PP）自1957年工业化以来，发展极其迅速，由于原料来源丰富。价格便宜，综合性能优良，已成为一种应用广泛的塑料。聚丙烯密度小(0.89-0.91g/cm3)，是塑料中最轻的品种之一。聚丙烯熔点达165℃，可在100℃-120℃下长期使用。聚丙烯还具有优良的耐腐蚀性及电绝缘性。它的力学性能，包括拉伸强度、压缩强度、硬度以及刚性都较优异，而且聚丙烯易加工成型，因此广泛应用于注塑成型、薄膜、纤维、挤出成型等制品。

由于聚丙烯的韧性较差，对缺口十分敏感，低温脆性突出，成型收缩大，耐光及耐氧化性差等，这些都限制了聚丙烯的工程化应用。因此对聚丙烯的增韧改性一直是聚丙烯的重要研究内容。目前对聚丙烯进行改性的方法有多种，主要可分为化学改性和物理改性。化学改性主要包括共聚、接枝、交联、氯化等[1]。物理改性主要包括共混改性、填充改性、复合增强、表面改性等。特别是填充改性是最简单方便而又行之有效的方法。纳米微粒的表面效应、小尺寸效应和量子隧道效应，可以使其具有很高的表面活性及比表面积大等一系列特殊的物理化学性质。利用纳米微粒填充聚合物可有效地改善聚合物的强度、韧性、刚性及耐磨性等性能。近年来随着纳米材料理论研究的不断深入，其应用领域正在逐步向工业化的方向发展。近年来，无机纳米材料改性聚丙烯越来越受到人们的关注，国内外关于无机纳米粒子改性聚丙烯的理论和应用研究表明,无机纳米粒子能够增强增韧聚丙烯。

填充改性的聚丙烯复合材料已广泛应用于汽车、电器、仪表、建材等行业。本文重点介绍碳纳米管、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙及纳米蒙脱土等在聚丙烯改性中的研究进展。

1碳纳米管改性聚丙烯

碳纳米管作为一维纳米材料，由于其独特的结构和优异的力学、电学性能而被许多研究者关注。近年来碳纳米管聚合物复合材料已成为研究热点之一，在提高聚合物基复合材料的力学性能、电学性能及热稳定性能等方面取得了很大的进展。以下重点讨论CNTs 在聚丙烯改性中的应用。

周桢等[2]采用双螺杆挤出机和模压成型设备制备了含两种不同长径比(分别为75和500)的多壁碳纳米管(S-MWNT和L-MWNT)的PP纳米复合材料(PP/S-MWNT和PP/L-MWNT)。实验表明,添加体积分数为1%的MWNT, PP的抗蠕变性能就有很大提高。在23℃、20MPa 的条件下,PP/S-MWNT和PP/L-MWNT复合材料的蠕变寿命分别比纯PP延长了760%和800%。在23℃、拉伸速率为2mm/min时,PP/S-MWNT和PP/L-MWNT复合材料的成型收缩百分比由纯PP的20.3%分别降至16.9%和14.9%。

马玉玲等[3]采用熔融共混法制备了PP/MWNT复合材料。实验表明,PP/MWNT复合材料的导电性能很大程度上取决于MWNT在PP基质中的含量和分散程度,并且当CNT含量高时,其电阻率受到温度的影响。PP/0.22%MWNT(体积分数)复合材料的导电率较纯PP增大了6个数量级,介电常数增大了2个数量级。在哈克转矩流变仪转速为200r/min时制备PP/MWNT 复合材料的逾渗阈值比60r/min时制备的要小很多,这是由于高剪切速率下MWNT在PP中分布更均匀。此外,以PP/2.21%MWNT(体积分数)复合材料在25℃时的电导率为标准,低温<40℃下,导电率几乎保持不变,但当温度高于40℃时其导电率随温度的升高而急剧增大。

王俊等[4]用转移自由基(ATRP)法成功地将聚丙烯酸丁酯(PBA)接枝到MWCNTs表面。对聚丙烯（PP）/MWCNTs复合材料电性能的研究表明：MWCNTs-PBA的添加比MWCNTs-COOH更能降低复合材料的电阻率。MWCNTs-PBA的加入可使PP从绝缘材料转变为抗静电材料。MWCNTs-PBA和MWCNTs-COOH加入PP中都能提高材料的电性能，而MWCNTs-PBA比MWCNTs-COOH的作用更加明显。另外，碳纳米管的质量分数为6%为PPMWCNTs复合材料的导电阈值。

胡静[5]等用溶液混合的方法制备了碳纳米管/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料。实验表明：碳纳米管的加入使聚丙烯晶粒细化，同时晶粒大小比较均一。当碳纳米管含量为5wt%时，碳纳米管在聚丙烯基体中仍分散较好，没有明显的团聚现象。拉伸实验结果显示当碳纳米管含量为3%时，拉伸强度可提高50%。

2纳米二氧化硅改性聚丙烯

纳米二氧化硅是重要的增强聚合物性能的纳米无机材料。与SiO2粒子相比，表面缺陷、非配位原子多，与聚合物发生物理或化学结合的可能性大，增强了粒子与聚合物基体

的界面结合，可对聚合物起到增强、增韧和提高热稳定性的作用。因此，PP/nano-SiO2复合材料是PP无机纳米复合材料中备受关注的对象。

鲁萍[6]采用熔融共混的方法，将甲基丙烯酸甲酯（MMA）接枝纳米二氧化硅（SiO2-g-PMMA）填充到PP中，并研究了复合材料的力学性能和结晶性能。结果表明，当SiO2-g-PMMA的含量为3%时，复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及硬度分别比纯PP提高了15.9%、12.5%和9.2%。差示扫描量热（DSC）结果表明，SiO2-g-PMMA的异相成核效果优于未改性的SiO2，使PP的熔融温度和结晶温度分别提高了2.7℃和3.0℃，扫描电子显微镜（SEM）分析表明，SiO2-g-PMMA具有一定的增韧作用。

周红军[7]以PP为基体，以弹性体(POE，TPU)和nano-SiO2为改性剂，采用熔融共混法制备PP/弹性体/nano-SiO2复合材料。PP及其复合材料的G `，G``以及η*与频率的关系，如图1、2所示。从图1、2可见：加入弹性体和nano-SiO2后，复合材料的储能模量图１，PP及其复合材料的G `，G ``与频率的关系图2，PP及其复合材料的η* 与频率的关系G `、耗能模量G ``与物质对动态剪切总阻抗的量度η*均较PP的增大，但各填充体系的G `，G ``与η*没有显著区别；PP及其复合材料的黏度均随角频率加快而降低，即：剪切变稀。

郑艳红等[8]采用熔融共混法制备了PP/硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅复合材料，并研究了其力学性能。结果表明，纳米二氧化硅的加入可同时改善PP的韧性、刚性和强度，且填充量相同时，颗粒越细，复合材料的力学性能越好。

3纳米碳酸钙改性聚丙烯

纳米碳酸钙与树脂的相容性好，能有效提高制品的刚性、韧性、弯曲强度及稳定性等，能取代部分价格昂贵的填充料及助剂。nano-CaCO3与聚合物的共混，能够改善基体的力学性能、流变性能及热稳定性能等。以下着重介绍nano-CaCO3对聚丙烯基体的影响。

王文一等[9]采用经表面处理的纳米CaCO3。粒子，可使纳米CaC03粒子在EPR/PP基体中得到较均匀的分散且在纳米CaC03粒子含量为7．7%时效果最佳。纳米CaC03粒子的加入，

不但使冲击强度显著提高，而且使弯曲弹性模量显著提高。验证了无机剐性粒子增韧塑料可使材料的韧性与刚性同时提高的特点。

张云灿等[10]对PP/EPDM/CaC03体系的研究发现三元体系的拉伸模量为1630MPa，大于PP/CaC03二元体系的拉伸模量(680MPa)，也超过均聚PP自身的拉伸模量(1400MPa)。PP/EPDM/caC03体系协同效应作用于有机弹性体、刚性体、纳米粒子和普通聚合物之间，能较大的促进PP韧性的提高，根本原因在于相界面的扩大和聚合物共混体系相容性的提高。

姜苏俊[11]研究了纳米CaCO3和EPDM接枝马来酸酐对聚丙烯的协同增韧作用，发现当其用量均为5%时，抗冲击性能有很大的提高，是5%纳米Ca-C03增韧改性的聚丙烯纳米塑料的3倍。

俞江华等[12-13]研究发现：浸润速度不同的纳米CaC03以相同的质量分数填充到PP/SBS复合材料中时，浸润速度较大的纳米CaC03所制PP/SBS/纳米CaC03复合材料的力学性能较高。在PP/SBS/CaC03三元复合体系中，纳米CaC03添加量为16份时，复合材料的缺口冲击强度达到最大值，为56．5kJ/m2，比未添加纳米CaCO3。的试样提高了27%；纳米CaC03添加量为4份时，复合材料的拉伸强度达到最大值，为31.3MPa，比未添加纳米CaCO3。的试样提高了23%．研究结果表明纳米CaCO3。和弹性体SBS主要呈独立分散状态，纳米CaC03的加入可以对弹性体SBS的分散起到剪切细化、均化的作用，使弹性体SBS 分散的更小，更均匀，导致基体层厚度的减小，从而产生协同增韧的效应。

4纳米蒙脱土改性聚丙烯

纳米蒙脱土是最具商业用途的无机高分子类增稠剂。由于其良好的分散性能，广泛应用于聚合物的添加剂，从而提高基体的抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔等性能。以下重点介绍MMT在聚丙烯改性方面的研究进展[14]。

杜明辉等[15]对PP/PVC/MMT共混物的性能进行了研究，并讨论了MMT的质量分数对PP/PVC共混物性能的影响。研究结果表明：随着MMT的质量分数增加，共混物的拉伸强度也逐渐增加。当PP/PVC共混体系中MMT的质量分数为5%时，PP/PVC共混体系的拉伸强度达到最大值，比未加入MMT时的拉伸强度提高22%。

高俊强等[16]通过熔融共混法制备PP/马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）/MMT纳米复合材料母粒。利用“二次开模”法注塑成型制得PP/PP-g-MAH/MMT纳米复合微孔发泡材料。研究了MMT和PP-g-MAH的质量分数对纳米复合微孔发泡材料发泡质量的影响。结果表明：质量分数分别为5%的MMT和6%的PP-g-MAH有较好的协同效应，微孔发泡材料的发泡倍率最大，泡孔平均直径最小，泡孔密度较大，泡孔尺寸分布范围较窄。当MMT的质量分数为5%时发泡样的发泡倍率最大，总体密度下降达13.7%，然后随着MMT的质量分数

增大而降低。

高长云等[17]利用线性PP和有机化处理的MMT在双螺杆挤出机上熔融插层法制备了PP/MMT复合材料。利用扫描电镜观察了不同质量分数的MMT对发泡棒材发泡行为的影响，并利用透射电镜观察了MMT在发泡制品中的分散及分布状况。结果表明：当MMT的质量分数为1%时，所得发泡制品的泡孔结构基本上是闭孔形式的，泡孔直径小，泡孔密度大，泡孔的分布也比较均匀；当MMT的质量分数为5%时，泡孔密度最大，MMT在靠近泡孔壁面的位置有取向分布的趋势。这有利于得到闭孔形式的泡孔结构。

丁超等[18]对熔融共混法制备的聚丙烯/蒙脱土复合材料的力学性能进行了研究，得出的结果是：直接将蒙脱土与聚丙烯共混后，体系的拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度、冲击强度均有提高，当向体系中引入一定量的相容剂后，体系的力学性能会进一步有所提高。他们认为：蒙脱土具有很高的比表面，这对聚丙烯体系的力学性能起到了增强作用；当使用了相容剂后，蒙脱土的分散效果更好，更多的蒙脱土片层剥离开来，蒙脱土的比表面进一步增加，再加上相容剂增加了体系组分之间的相容性，所以，体系的力学性能会有进一点的提高。

5结语

近年来，聚丙烯的增韧改性已经成为使其工程化的重要手段。聚丙烯经纳米粉体改性后，其力学性能、热稳定性能、电性能及流变性能等得到了很大改善。

1)碳纳米管的加入使聚丙烯的力学性能、电学性能、结晶性、阻燃性和热稳定性等都有不同程度的提高和改善,应用前景广阔。有关PP/CNT复合材料的屏蔽效应、蠕变性能、各种因素的交互作用对PP/CNT复合材料的影响以及PP/SWNT等复合材料性能的研究较少,在以后的研究中应加强这几方面的研究。其中,PP/SWNT复合材料性能的研究较少是因为SMNT价格较高,应当探索制备SWNT的新路径来降低SWNT的成本。

2)纳米二氧化硅粒子的表面进行接枝改性，可以降低粒子的表面能，添加界面相容剂能够增加填料粒子与PP基体的相容性，使纳米粒子在基体中分散更加均匀，界面黏结情况得到改善，从而使合成的复合材料力学性能、结晶性能等得到优化。同时，对于改性的研究多局限于力学性能和结晶性能，而对渗透性、阻燃性、导电性等其他性能的研究较少，对这些方面的探讨将是未来的研究方向。

3)纳米碳酸钙作为新型填料填充高分子材料，随着新型热塑性弹性体的广泛使用，纳米技术的发展以及对其改性机理的深入研究，制备出新型复合材料是高分子改性工业的重要里程碑，具有极大的理论意义和巨大的工业价值。

4)蒙脱土可以提高聚丙烯的抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性等多方面性能，但是蒙脱

土中的有机改性剂会对聚丙烯的热性能带来不利的影响，期待随着研究的深入，能够开发出新的有机改性剂或者减少原有机改性剂的不利影响，从而提高蒙脱土的分散状态，增强复合材料的性能，更加拓宽聚丙烯/蒙脱土复合材料的应用范围。

参考文献：

[1] 亢小丽.浅谈聚丙烯改性方法. 太原科技 , 2007,(11) .

[2] 周桢等.聚合物/多壁碳纳米管复合材料结构与性能的研究.2007.

[3] 马玉玲等.增韧聚丙烯导电纳米复合材料研究.2010.

[4] 王俊,王平华,唐龙祥等.PP/碳纳米管材料制备及电性能.高分子材料科学与工程,2011

[5] 胡静, 陈小华,张刚等. 碳纳米管/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料制备及性能研究. 材料科学与

工程学报. 2005,23(6):846-849.

[6] 鲁萍. SiO2-g-PMMA/PP纳米复合材料的制备及其性能研究.塑料工业. 2010(08).

[7] 周红军,刘振明,费家明.聚丙烯/弹性体/纳米SiO2复合材料性能研究.弹性体,2009,19(6):26-29

[8] 郑艳红, 蔡楚江.微纳米SiO2 / PP 复合材料增强增韧的实验研究.复合材料学报，2007,24（6）

[9] 王文一，王国全，陈建峰等．纳米CaO3/EPR/PP复合材料性能与结构研究复合.材料学报，2004

[10] 张云灿等．PP/EPDM/CaC03三元共混体系的脆韧转变的研究．高分子材料与工程，1998

[11] Jiang Sujun，Li Guangxian,I.u Yuben，etal．Synergistic toughening effect of nanocalcium

carbohate and EPDM-g-MAH on polypmpylene．合成橡胶工业，2002，25(1)：42—42．

[12] 俞江华，王国全，王文一等．PP/SBS/纳米Ca03复合材料结构与性能．中国塑料，2005，19(2)：

22—25．

[13] 俞江华，王国全，王文一等．纳米CaCO3的表面特性对PP/SBS复合材料力学性能的影响．工程

塑料应用．2004，32(11)：36—39．

[14] 董凯等.聚丙烯/蒙脱土复合材料研究进展.河北理工大学学报,2011,33(2).

[15] 杜明辉,陈星等,纳米蒙脱土/PP/PVC共混物的性能研究.化工新型材料,2011,39(11):135-137.

[16] 高俊强,何力等, PP-g-MAH/MMT纳米复合材料微孔发泡的研究.化工新型材

料,2010,38(12):100-102.

[17] 高长云等, PP/HMS-PP/nano-OMMT复合材料挤出发泡的研究.塑料工业, 2010,38(3):67-70.

[18] 丁超，何慧，洪浩群，贾德民．不同改性蒙脱土对聚丙烯P蒙脱土纳米复合材料性能的影响．材

料科学与工程学报．2004122：746-749．

聚丙烯材料改性研究

聚丙烯材料改性研究 摘要：利用共混的方法，针对聚丙烯制品在实际应用中出现韧性差，易燃烧的缺点，重点研究了增塑剂POE 不同的量对聚丙烯抗冲击强度的影响，以及氢氧化镁对聚丙烯燃烧性能的影响。本次试验采用了高混机对所用原料进行共混，再将共混的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，然后将制成的粒料利用注射机制作我们所需的的标准样条，最后对标准样条测试抗冲击强度和氧指数。结果显示，POE 增塑剂的量越多，则对聚丙烯的韧性改善更好，氢氧化镁由于加的量比较少，对聚丙烯的阻燃作用不明显。 关键词：聚丙烯；改性；造粒；增塑；阻燃 1前言 聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯（isotactic polypropylene）、无规聚丙烯（atactic polypropylene）和间规聚丙烯（syndiotactic polypropylene）三种。甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯，当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中，等规结构含量约为95%，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。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。 采用相容剂技术和反应性共混技术对PP 进行共混改性是当前PP 共混改性发展的主要特点。它能在保证共混材料具有一定的拉伸强度和弯曲强度的前提下大幅度提高PP 耐冲击性。相容剂在共混体系中可以改善两相界面黏结状况，有利于实现微观多相体系的稳定，而宏观上是均匀的结构状态。反应型相容剂除具有一般相容剂的功效外，在共混过程中还能在两相之间产生分子链接，显著提高共混材料性能。 PP/弹性体二元共混体系虽有很好的韧性效果，但往往降低了材料的强度和刚度，耐热性能也有所降低。在二元共混体系中加入有增容作用或协同效应的物质，形成多元共混体系，则其综合性能可得到进一步提高。为了提高增韧PP 的硬度、热变形温度及尺寸稳定性，可使用经偶联剂活化处理的填料或增强材料进行补强。例如采用弹性体/无机刚性粒子/PP 三元复合增韧体系实现PP 的增韧增强，提高材料的综合性能，并且具有较低的成本。 溴系阻燃剂效率高、用量少，对材料的性能影响小，并且溴系阻燃剂价格适中。与其它类型的阻燃剂相比，溴系阻燃剂效能/价格比更具有优越性，我国供出口电子电气类产品中70%~80%都用此类阻燃剂。但是，近年来欧盟一些国家认为溴系阻燃剂燃烧时会产生有毒致癌的多溴代苯并恶瑛（PBDD）和多溴代二苯并呋喃（PBDF）。欧盟出台了禁令，在欧盟国家销售的所有电子电气设备，不能含有多溴联苯及多溴二苯醚。阻燃剂的种类众多，其用量和性能都各自不同，需要在不同的情况下选用不同的阻燃剂。现如今，聚丙烯的阻燃剂正向着高效、低烟、绿色、环保和低成本的方向发展。所以本次实验采用比较绿色的阻燃剂氢氧化镁。 本次实验采用POE 对聚丙烯增韧；氢氧化镁对聚丙烯进行阻燃改性，由于加入氢氧化镁的量太多，挤出机挤出较困难，所以同时加入少量三氧化二锑(Sb 2O 3)来减少氢氧化镁用量， 降低加工难度。 2.实验 2.1配方设计

纳米技术在高分子材料改性中的应用

纳米技术在高分子材料改性中的应用 （南通大学化学化工学院高分子材料与工程132 朱梦成1308052064 ） [摘要] 纳米材料及其技术是随着科技发展而形成的新型应用技术。纳米材料的研究是从金属粉末、陶瓷等领域开始的,现已在微电子、冶金、化工、电子、国防、核技术、航天、医学和生物工程等领域得到广泛的应用。近年来将纳米材料分散于聚合物中以提高高分子材料性能的研究也日益活跃,并取得了许多可观的成果。 [关键词] 纳米技术；高分子材料；改性；应用 1纳米粒子的特性及其对纳米复合材料的性能影响 1.1纳米粒子的特性 纳米粒子按成分分可以是金属,也可以是非金属,包括无机物和有机高分子等;按相结构分可以是单相,也可以是多相;根据原子排列的对称性和有序程度,有晶态、非晶态、准晶态。由于颗粒尺寸进入纳米量级后,其结构与常规材料相比发生了很大的变化,使其在催化、光电、磁性、热、力学等方面表现出许多奇异的物理和化学性能,具有许多重要的应用价值。 1.1.1表面与界面效应 纳米微粒比表面积大,位于表面的原子占相当大的比例,表面能高。由于表面原子缺少邻近配位的原子和具有高的表面能,使得表面原子具有很大的化学活性,从而使纳米粒子表现出强烈的表面效应。利用纳米材料的这种特点,能与某些大分子发生键合作用,提高分子间的键合力,从而使添加纳米材料的复合材料的强度、韧性大幅度提高。 1.1.2小尺寸效应 当超细微粒的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时,晶体周期性的边界条件将被破坏,导致其磁性、光吸收、热、化学活性、催化性及熔点等发生变化。如银的熔点为900℃,而纳米银粉的熔点仅为100℃(一般纳米材料的熔点为其原来块体材料的30%~50%)。应用于高分子材料改性,利用纳米材料的高流动性和小尺寸效应,可使纳米复合材料的延展性提高,摩擦系数减小,材料表面光洁度

2020年(塑料橡胶材料)聚丙烯塑料的改性及应用(三)

（塑料橡胶材料）聚丙烯塑料的改性及应用(三)

热塑性低烟无卤阻燃电缆料性能

玻纤增强聚丙烯的抗蠕变性得到改善，能够比聚碳酸酯、耐热ABS、聚甲醛等塑料的性能更好。此外在150℃下保持1500小时，其拉伸强度和热变形温度都不会下降，在沸水和水蒸汽中可长期使用。 玻纤增强聚丙烯的加工流动性因玻纤的存在有所下降，但和其它塑料相比，仍然属良好的加工流动性。提高成型加工温度可使其流动性得到改善。

2改性聚丙烯发展动向

聚丙烯在生产数量迅速发展的同时，也在性能上不断出新，使其应用的广度和深度不断变化，近年来或者通过在聚合反应时加以改进，或者在聚合后造粒时采取措施，有壹些更具独特性能的聚丙烯新的品种问世，如透明聚丙烯、高熔体强度聚丙烯等。 2.1透明改性 PP的结晶是造成不透明的主要原因，利用急冷冻结PP的结晶趋向，能够得到透明的薄膜，但有壹定壁厚的制品，因热传导需要时间，芯层不可能迅速被冷却冻结，因此对于有壹定厚度的制品不能指望用急冷的办法提高透明度，必须从PP的结晶规律和影响因素入手。 经壹定技术手段得到的改性PP，可具有优良的透明性和表面光泽度，甚至能够和典型的透明塑料（如PET、PVC、PS等）相媲美。透明PP更为优越的是热变形温度高，壹般可高于110℃，有的甚至可达135℃，而上述三种透明塑料的热变形温度都低于90℃。由于透明PP的性能优势明显，近年来在全球都得以迅速发展，应用领域从家庭日用品到医疗器械，从包装用品到耐热器皿（微波炉加热用），都在大量使用。 PP的透明性提高可通过以下三种途径： （1）采用茂金属催化剂聚合出具有透明性的PP； （2）通过无规共聚得到透明性PP； （3）在普通聚丙烯中加入透明改性剂（主要是成核剂）提高其透明性。 4.1.1国内外发展态势 据日本理化株式会社介绍，日本7%的PP为透明PP，透明PP的产量在400kt/a之上。日本透明PP市场以微波炉炊具及家具俩方面的消耗量最大。日本出光化学X公司制造出和PVC具有同样透明性和光泽性的透明PP，当下能够广泛替代普通透明PVC制作文具、笔记本壹类的包装物，价格只相当于PVC的20%-30%，1999年出售了1200t透明PP。

聚丙烯抗冲改性的研究进展

聚丙烯抗冲改性的研究进展 [摘要] 综述了近年来有关反应器内抗冲改性聚丙烯研究的最新进展, 介绍了反应器内抗冲改性聚丙烯的生产工艺及多区循环流反应器在丙烯多段聚合中的应用; 介绍了反应器内抗冲改性聚丙烯的形态、结构与性能的关系; 介绍了 反应器内抗冲改性聚丙烯的研究方法及增韧机理。 [关键词] 聚丙烯; 抗冲改性; 共聚物; 结构与性能. 聚丙烯( PP)质轻、价廉, 具有良好的加工性能,应用范围广。PP的很多应用领域要求它具有较好的韧性。均聚PP在低温时变脆, 抗冲改性PP是通过在均聚PP中加入橡胶相制备的。以提高PP抗冲强度为目的的改性大多采用物理共混方法, 将PP和两种或两种以上的其它聚合物以机械共混方法进行混合, 可以得到一种宏观上均匀的聚合物共混物,在一定程度上提高共混物的性能。一方面, 以这种混合方式得到的PP与改性成分达不到真正均匀分布的状态, 故不能显提高共混物的冲击强度; 另一方面, 由于增加了共混工艺, 提高了生产抗冲改性PP的成本。因此, 研究人员想在聚合过程中完成共混工艺, 在反应器内直接合成抗冲改性的PP, 这样不仅可以简化工艺、降低生产成本, 而且还可以使PP和改性成分的混合程度达到亚微观状态, 从而有效地改善PP的抗冲性能。 本文对反应器内抗冲改性PP的生产工艺、形态结构、研究方法、增韧机理等方面的最新进展进行了综述。 1 应器内抗冲改性PP的生产工艺 反应器内抗冲改性PP的生产建立在第四代球形M gC l2 负载Z ieg ler- N atta 催化剂的基础上[ 1 ] 。第四代球形M gC l2 负载Z ieg ler- N a tta 催化剂具有以下特点[ 2] : ( 1)比表面积大; ( 2)孔隙率高, 孔径分布均匀; ( 3)活性中心在催化剂上分布均匀; ( 4)催化剂既具有一定的强度, 又能被聚合物增长时产生 的压力将内部结构破碎成较小颗粒, 并均匀地分布在膨胀着的聚合物内部; ( 5)单体可以自由地扩散到催化剂内部而发生聚合。由于聚合过程中的复制效应, 均聚过程中生成的丙烯均聚物复制了催化剂的某些特点, 如呈规则的球形、具有较高的孔隙率、活性中心在聚合物粒子内部分布均匀等。 反应器内抗冲改性PP 的生产一般采用两步法: 第一步先合成丙烯均聚物, 形成高立构规整度的聚合物, 为最终产品提供足够强的刚性, 这一步一般采用液相本体聚合或气相聚合工艺; 第二步合成乙丙共聚物(橡胶相), 为最终产品提供韧性, 共聚阶段一般采用气相共聚工艺; 最终产品的机械性 能实际上是刚性和韧性的平衡。气相共聚是反应器内抗冲改性PP 合成的关键步骤, 特殊的催化剂结构形态使本体聚合阶段获得的PP粒子具有较高的流动性和多孔性, 完全可以满足气相共聚的要求。合适的气相共聚工艺可以自由地调控共聚物的含量、组成及分子结构。气相共聚也保证了共聚物能均匀地分散在已形成的PP均聚物基体中, 这样既可以得到较高的橡胶相含量, 又不致使橡胶相过

(2020年整理)聚丙烯纤维的性能及改性.doc

华东理工大学XXXX—XXXX学年第一学期《合成纤维改性》课程论文 XXXX.10 班级材制080 学号10082683 姓名周超 开课学院材料学院任课教师刘敏成绩

聚丙烯纤维的性能及改性 材制080（10082683）周超 摘要：聚丙烯纤维是上个世纪六十年代开发出的新纤维品种。由于其原料来源丰富，生产过程简单，成本低，因而应用广泛。其最大的优点是质地轻，而且保暖性好、耐化学腐蚀，强度及耐磨性好。聚丙烯纤维具有许多优良的性能，但也有蜡感强、手感偏硬、难染色、易积聚静电等缺点。因此对其进行改性，开发新品种已成为聚丙烯纤维发展的主要方向。 关键词：聚丙烯，丙纶，染色，细旦，抗菌保健 聚丙烯纤维（亦称PP，中国称丙纶）于1960年由公司首先实现工业化生产的新纤维品种，丙烯聚合物有3种构型，纤维生产使用的是等规度大于95%的等规聚丙烯。由于聚丙烯纤维原料来源丰富，生产过程简单，成本低，应用广泛，因此20世纪70年代以后聚丙烯生产发展迅速。1997年其产量已经达到387×104t（占合成纤维总产量的15.6%），超过聚丙烯腈纤维成为仅次于涤纶、棉纶的第三大合成纤维。我国聚丙烯纤维的生产开始的较晚，但发展速度较快，1978~1997年间聚丙烯纤维产量增长了40多倍，而同期合成纤维增长不足10倍。足见聚丙烯纤维发展势头之强劲[1]。 以等规为原料纺丝制得的等规聚丙烯,是中最轻的品种；强度为35～ 62cN/dtex；耐磨性仅次于；耐腐蚀性良好，尤其是对无机酸、碱稳定性很好；不发霉,不腐烂,不怕虫蛀等。但染色较困难。目前，可采用染料或颜料熔体着色、色母粒或注射染色等纺成有色丝；也有在聚合时加入添加剂进行共聚或接枝共聚，使聚合体大分子上引入能与染料相结合的极性基团，再按常规法染色。聚丙烯纤维还有耐光性差、静电大、耐燃性差等缺点，可采用加入各种添加剂的方法加以改善[2]。 聚丙烯纤维通常采用法生产。将聚丙烯树脂加入立式或卧式螺杆挤出机加热熔融，通过计量泵由喷丝头挤出，在空气中冷却成纤。工业上还采用膜裂成纤法制得割裂和膜裂纤维。聚丙烯纤维熔体纺丝的特点是：①一般用单头等螺距螺杆挤压机,为适应成纤聚丙烯熔体粘度高、流动性差的特点,螺杆压缩比要大，最小为2.8，计量段尽可能短,螺杆长径比范围为20～26。②由于分子量大，纺丝时熔体温度一般比熔点高出100～130℃，也可采用加等方法以降低纺丝温度。③冷却成型过程中结晶速度较快，冷却温度宜稍低[3]。 丙纶的纵面平直光滑，截面呈圆形。丙纶最大的优点是质地轻[4]，其密度仅为0.91g/cm3是常见化学纤维中密度最轻的品种，所以同样重量的丙纶可比其他纤维得到的较高的覆盖面积。丙纶的强度高，伸长大，初始模量较高，弹性优良。所

聚丙烯塑料的改性及应用

聚丙烯塑料的改性及应用 1、聚丙烯在合成树脂生产中占据重要地位，发展极为迅速 聚丙烯是五大通用合成树脂中的一个重要品种，在国内外的发展均十分迅速。在全球塑料用五大合成树脂中，聚丙烯的产量占有1/4左右的份额，预计2006年世界五大通用合成树脂的总产能将达到1亿9千万吨，其中聚丙烯4878万吨，占总产能的25.6%[1]。而我国2004年聚丙烯树脂产量为474.88万吨，进口291.4万吨，出口1.53万吨，其表观消费量为764.7万吨，占当年全国五大通用树脂表观消费量总和2954万吨的25.9%。预计到2010年我国聚丙烯树脂的表观消费量将增加至1080万吨，较2004年增长40%以上。表1列出近期投产和正在建设的聚丙烯装置的地点和产能。 表1 近期投产和在建聚丙烯装置

在已宣布的新增产能中，中石化253万吨/年，中石油135万吨/年，而且大多数项目的产能都在30万吨以上，达到世界级规模。这些装置全部投产后，中石化的聚丙烯产能将超过巴赛尔公司，跃居全球榜首，中石油也将列位前五名之列，届时中国将成为生产聚丙烯树脂全球产能最大的国家。 另据报道，我国聚丙烯树脂的产量1995年仅为107.35万吨，到2005年达到522.95万吨，平均年递增38.7%，同期表观消费量也从212.92万吨增至823万吨，平均年递增28.7%，成为全球聚丙烯消费增长最快的国家[2]。 1 聚丙烯基本知识 1.1 树脂与塑料的定义和分类 树脂（Resin）：高分子材料亦称高分子聚合物，分为天然高分子材料和合成高分子材料。在合成高分子材料中按塑料、橡胶、纤维三大用途分为合成树脂、合成橡胶和合成纤维三大类，其中用于塑料的合成树脂所占的比例最大，约占合成材料总量的2/3以上。 塑料（Plastics）：以合成树脂为主要成分，添加有适量的填料、助剂、颜料，而且在加工过程中能流动成型的材料。 热塑性塑料（ThermoPlastics）：能在特定温度范围内反复软化和冷却硬化的塑料。 热固性塑料（Thermosetting Plastics）：在第一次成型之后，成为不熔、不溶性物料的塑料。

聚丙烯改性技术的研究进展

聚丙烯改性技术的研究进展 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。与其他通用塑料相比，PP具有较好的综合性能，例如：相对密度小，有较好的耐热性，维卡软化点高于HDPE和ABS，加工性能优良；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。但由于PP成型收缩率大、脆性高、缺口冲击强度低，特别是在低温时尤为严重，这大大限制了PP的推广和应用。为此，从上世纪70年代中期，国内外就对PP改性进行了大量的研究，特别是在提高PP的缺口冲击强度和低温韧性方面，目前已成为国内外研究的重点和热点。 1 橡胶增韧PP 橡胶或热塑性弹性体以弹性微粒状分散结构增韧塑料，已被证实是增韧效果较为明显的一种方法。由于PP具有较大的晶粒，故在加工时球晶界面容易出现裂纹，导致其脆性。通过掺人各种含有柔性高分子链的橡胶或弹性体，可大幅度提高PP的冲击强度，改善低温韧性。传统的PP增韧剂有三元乙丙橡胶(EPDM)、二元乙丙橡胶(EPR)、苯乙烯与丁二烯类热塑性弹性体(SBS)、顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)等，其中以EPDM或EPR取效果最好。 1．1 PP／乙丙橡胶共混体系 PP与乙丙橡胶都含有丙基，溶度参数相近，根据相似相容原理，它们之间应具有较好的相容性。由于乙丙橡胶具有高弹性和良好的低温性能，因此与PP 共混可改善PP的冲击性能和低温脆性。 李蕴能等研究了乙丙橡胶心P共混物的性能，得出结论：在相同橡胶含量下，增韧共聚PP的效果远优于增韧均聚PP，且增韧效果与橡胶的种类有关。通常情况下，EPR的增韧效果优于EPDM。通过实验发现，当橡胶含量为30%时，增韧效果最好；不同结晶度的EPR对PP的增韧效果也不一样，结晶度越低，其增韧效果越好。 刘晓辉等对不同PP心Pr)M共混物的力学性能进行了研究。结果表明：(1)随着体系中EPDM加入量的增多，材料的冲击强度明显上升，当EPDM含量为30％左右时，冲击强度出现极值；(2)冲击强度的提高和变化与EPDM在PP中的形态和分布有关；(3)EPDM的加入对共混晶体结构有影响，但晶体结构上的差

开发高性能聚丙烯改性材料

(总第154期> 2004年10月30日 开发高性能聚丙烯改性材料 提升湛江电饭煲地质量档次 湛江市包装材料企业有限公司 涂志刚 市科技专家咨询委员会专家 众所周知,在小家电行业,湛江地电饭煲全国有名,早在八十年代半球地广告就遍布全国大中城市.据统计目前湛江生产地电饭煲市场占有率为30%左右,而且大量出口到东南亚.电饭煲产业地发展也带动了相关配件行业地发展,其中包括电饭煲上用到地大量塑料制件,因此在湛江催生了塑料注塑成型加工行业,通过注塑成型,生产电饭煲上地塑料制件,如外壳、内盖、中环、蒸笼、底座等.电饭煲上用到地塑料材料主要是聚丙烯改性材料,最初,这些改性材料主要从珠三角地区购买,近年来在湛江本地逐步有一些私人小企业开始生产,由于价格低廉,但是技术水平与广州附近地企业相比有较,很快地占有了大部分市场 大差距,产品质量较差,因此最终会使电饭煲地质量受到一定程度地影响,这将成为电饭煲产业链拓展地薄弱环节.由此可见在湛江开发高性能地聚丙烯改性材料,对促进电饭煲产业群地发展具有十分重要地意义.b5E2RGbCAP

一聚丙烯

粉体表面改性复习要点(精简版)

第2章 纳米粉体的分散 1.粉体分散的三个阶段（名词解释） 润湿 是将粉体缓慢加入混合体系形成的漩涡，使吸附在粉体表面的空气或其它杂质被液体取代的过程。 ?解团聚 是指通过机械或超声等方法，使较大粒径的聚集体分散为较小颗粒。 ?稳定化 是指保证粉体颗粒在液体中保持长期的均匀分散 2.常用的分散剂种类 （1）表面活性剂 空间位阻效应 （2）小分子量无机电解质或无机聚合物 吸附－－提高颗粒表面电势 （3）聚合物类(应用最多) 空间位阻效应、静电效应 （4）偶联剂类 3.聚电解质（名词解释） 是指在高分子链上带有羧基或磺酸基等可离解基团的水溶性高分子 4.对不同pH 值下PAA 在ZrO 2表面的吸附构型进行分析。 图.不同pH 值下PAA 在ZrO 2 表 面的吸附构型 a.当pH<4时，PAA 几乎不解离，以线团方式存在于固液界面上，吸附层很薄，几乎无位阻作用 δ δδ

b.随pH值增加，链节间静电斥力使其伸展开 c.ZrO2表面电荷减小直至由正变负，PAA的负电荷量增加，其间斥力增加， 使得PAA链更加伸展，可在较远范围提供静电位阻作用 5.用聚电解质分散剂分散纳米粉体时，影响浆料稳定性的各种因素有哪些？ 1、聚电解质的分子量 当聚电解质分子量过小，在粉体表面的吸附较弱，吸附层也较薄，影响位阻作用的发挥。 分子量过大，易发生桥连或空位絮凝，使团聚加重，粘度增加。 2、分散剂用量 适宜的分散剂用量才可以使分散体系稳定。 用量过低，粉体表面产生不同带电区域，相邻颗粒因静电引力发生吸引，导致絮凝。 用量过高，离子强度过高，压缩双电层，减小静电斥力；同时，还易发生桥连或空缺絮凝，稳定性下降。 3、温度 研究表明，为了获得较好的分散效果（以最低粘度为衡量标准），随温度的升高，所需分散剂的用量随之增加 6.结合下图，分析煅烧为什么能够改善纳米Si3N4粉体的分散性？ 煅烧改善纳米Si3N4粉体的可分散性 ?此前提到，球磨可有效降低粉体的粒度。但球磨过程可能造成分散介质与粉体发生化学反应。 ?以乙醇为介质球磨Si3N4粉体时，表面的Si-OH可能与乙醇反应生成酯。 ?酯基的生成对粉体的分散性影响很大： a、酯基是疏水基团 b、屏蔽负电荷，影响分散剂的吸附 ?采取煅烧去除酯基，可改善其分散性 第3章纳米粉体表面改性（功能化） 1.表面改性有哪些重要应用？ 改善纳米粉体的润湿和附着特性。 改善纳米粉体在基体中的分散行为，提高其催化性能。 改善粉体与基体的界面结合能等。 2.纳米粉体的表面改性方法？ 气相沉积法 机械球磨法 高能量法

聚丙烯纤维研究现状

纤维混凝土是一种新型的复合材料，是当代混凝土改性研究的一个重要领域，近年来，以钢纤维、合成纤维、碳纤维及玻璃纤维为代表的纤维，在混凝土中应用得到了迅速的发展，纤维混凝土是继钢筋混凝土、预应力混凝土之后的又一次重大突破。由于纤维和混凝土的共同作用，使混凝土具有一系列优越的性能，因而受到国内外工程界的极大关注和青睐，并广泛应用于各工程领域。 一、纤维在混凝土中的作用在混凝土中掺入短而细且均匀分布的纤维后，明显具有阻裂、增强和增韧的效果。纤维与水泥基材料复合的主要目的在于克服后者的弱点，以延长其使用寿命，扩大其应用领域。纤维在混凝土中主要起着以下三方面的作用： 1.阻裂作用纤维可阻碍混凝土中微裂缝的产生与扩展，这种阻裂作用既存在于混凝土的未硬化的塑性阶段，也存在于混凝土的硬化阶段。水泥基体在浇注后的24小时内抗拉强度低，若处于约束状态，当其所含水分急剧蒸发时，极易生成大量裂缝，此时，均匀分布于混凝土中的纤维可承受因塑性收缩引起的拉应力，从而阻止或减少裂缝的生成。混凝土硬化后，若仍处于约束状态，因周围环境温度与湿度的变化，而使干缩引起的拉应力超过其抗拉强度时，也极易生成大量裂缝，在此情况下纤维仍可阻止或减少裂缝的生成。 2.增强作用混凝土不仅抗拉强度低，而且因存在内部缺陷而往往难于保证。当混凝土中加入适当的纤维后，可使混凝土的抗拉强度、弯拉强度、抗剪强度及疲劳强度等有一定的提高。 3.增韧作用纤维混凝土在荷载作用下，即使混凝土发生开裂，纤维还可横跨裂缝承受拉应力，并可使混凝土具有良好的韧性。韧性是表征材料抵抗变形性能的重要指标，一般用混凝土的荷载——挠度曲线或拉应力——应变曲线下的面积来表示。另外，还可提高和改善混凝土的抗冻性、抗渗性以及耐久性等性能。 应该强调的是纤维混凝土中纤维的作用，并非所有纤维都能同时起到以上三方面的作用，有时只起到其中两方面或单一方面的作用，这与纤维品种、纤维性能、纤维与混凝土界面间的黏结状况以及基体混凝土的类别和强度等级等因素密切相关。 二、纤维的分类和性能 1.纤维的分类 纤维可以按照不同的原则进行分类。从工程实用观点考虑，可按纤维的材质、弹性模量以及长度分类，见表1. 表1 纤维分类表 分类原则类别

聚丙烯的共混改性

聚丙烯的共混改性 材料一班历晨 1205101018 摘要：聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规，无规和间 规聚丙烯三种。 甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧无规聚丙烯，当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中，等规结构含 量约为95%，其余为无规或间规聚丙烯。 关键字：聚丙烯共混改性、聚丙烯改性研究、改性制品八大应用 聚丙烯共混改性 PP/EVA共混体系 : 物理共混改性的方法分别制备出乙烯—醋酸乙烯含量为0～20wt％的聚丙烯(PP)／乙烯—醋酸乙烯(EVA)共混切片，以PP为皮层、PP／EVA共混物为芯层，采用熔融纺丝工艺制备出皮芯复合中空纤维。文中通过研究原材料的组成、EVA含量、复合比例、纺丝温度和挤出速率／卷绕速率匹配对熔融纺丝稳定性的影响，确定了最佳熔融纺丝工艺，同时对复合纤维的力学性能进行了测试。采用差示扫描量热分析仪(DSC)、声速仪、宽角X-射线衍射仪(WXRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析与检测手段对PP／EVA共混物及共混纤维进行相关性能测试，并经过浸泡，研究皮芯复合中空纤维对有机小分子物质的吸附性能。结果表明：1、当EVA含量为0～20wt％时，可以顺利的进行共混造粒。PP／EVA共混物的熔融指数随着EVA质量百分含量的增加而明显降低；随着温度的升高，共混物熔融指数在230℃后急剧升高，流动性明显改善；PP／EVA共混体系为热力学不相容体系。2、具有可纺性的PP／EVA共混物，经严格控制纺丝条件，可以纺制成一定直径且粗细均匀的皮芯复合中空纤维。最佳纺丝工艺条件为：EVA含量10wt％，皮芯复合比6／4，纺丝温度230℃，挤出速率39.69g／min，卷绕速率500m／min。3、随EVA含量的增加和拉伸倍数的增大，纤维的纤度和断裂强度单调减小。当EVA含量为10wt％，实际拉伸倍数为3.7时，纤维的纤度为9dtex，断裂强度和断裂伸长分别为3.0cN／dtex、39％。4、皮芯复合中空纤维通过纤维内部EVA中的极性基团吸附有机小分子物质，吸附量主要取决于纤维中EVA的含量。5、乙烯—醋酸乙烯与有机小分子物质的溶解度参数差异决定吸附量，两者的溶解度参数差异越小，吸附量越大，因此皮芯复合中空纤维对丙烯酸甲酯的吸附性能很好，对苯乙烯吸附性较好，对乙酸乙酯和柏树精油的吸附性相对较差。 6、拉伸倍数在0～4倍时，随着拉伸倍数的增加，纤维对有机小分子物质的吸附量降低；随着温度 的升高，纤维对有机小分子物质的吸附量在50℃时出现最大值. PP/TPEE共混体系：聚丙烯(PP)纤维是由等规聚丙烯经纺丝加工制得的纤维，具有质轻、强力高、 弹性好、化学稳定性好、制造成本低、再循环加工简便等特点，被广泛用于无纺布、卫生用品、绳 索等。但由于聚丙烯纤维大分子内不含任何极性基团，结构规整，结晶度高，疏水性强，分子内不 含能与染料发生作用的染座，所以丙纶的染色性能较差，严重影响了其在服用纺织品上的应用。因 此，对聚丙烯进行可染改性，是广大研究工作者一直关注的热点。其中在聚丙烯基体中通过加入含 染座的改性剂进行共混改性，是聚丙烯纤维可染改性的主要方法。但改性剂的添加，会对聚丙烯的 纺丝性能和纤维力学性能带来较大的影响，因此，选择适宜的改性添加剂及如何改善聚丙烯与改性 添加剂的相容性，是共混改性的难点。本文采用共混改性的方法，选用与PP溶解度参数较接近的聚 对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)与聚四亚甲基醚二醇（PTMG）的嵌段共聚物(TPEE)作为改性添加剂，分别 以乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯 (PP-g-GMA)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为相容剂，在双螺杆挤出机中按一定共混比例制得共混样 品；利用扫描电镜(SEM)、旋转流变仪、差示扫描量热仪(DSC)、X-射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TG)

聚丙烯改性

专业：08高分子1班学号：08206020135 姓名：金从伟 聚丙烯改性 引言：聚丙烯因其具有良好的加工性能和物理、力学、化学性能而获得广泛应 用。是目前增长速度最快的通用型热塑性塑料。聚丙烯的主要应用领域为学向拉丝制品，膜片制品及包装容器制品。但近年来将普通聚丙烯经过填充、增强、共混改性再作为原料制作汽车，电器．仪表等工业配套零部件也已成为其主要的应用领域。 关键词：聚丙烯;改性 1.物理改性 物理改性由于工艺过程简单，生产周期短。所制得材料性能优良。近年来已成为高分子材料一个新的研究热点。常用的改性方法主要有共混改性、填充改性、增强改性等。 1.1 共混改性 共混改性是将聚丙烯与橡胶或其它热塑性树脂的弹性体共混制备共混物。最古老和最简单的方法是机械掺合法。共混改性可明显改进低温脆性、冲击强度和耐寒性等。如聚丙烯与乙丙橡胶顺丁橡胶、聚异丁烯等共混，可提高冲击强度3～7倍，提高耐寒性8～ l0倍。聚丙烯除了二元共混体外，还采用了三元共混体系。如玻璃纤维增强聚丙烯和橡胶共混，不但改善了冲击韧性和耐寒性，同时刚性和抗蟠变性能也得到保证，其制品的力学性能可与ABs相媲美。 1．2填充改性 为了开拓聚丙烯在工程塑料应用领域中的用途，需要提高聚丙烯的刚性和耐热性，可以添加填充材料，如滑石粉、碳酸钙硫酸钡、云母、石膏、石棉、术粉、炭黑、硅藻粉和高岭土等。填充性主要是提高聚丙烯的刚性、耐热性和尺寸稳定性，并可降低成本 1．3增强改性 用玻璃纤维和碳纤维作为增强材料，其最大特点是基体树脂聚丙烯的化学稳定性强，可提高抗张、抗弯曲和冲击强度，降低成型收缩率。经增强后的聚丙烯，其性能与尼龙、聚甲醛、聚碳酸脂等工程塑料相当。玻璃纤维增强聚丙烯既保持了聚丙烯成本低的特点，且在玻璃纤维增强热塑性塑料 中，其比重最小，困而在重量和秽_格上占有优势，且具有流动性大、成型条件幅脚宽、耐水性和耐化学侵蚀性好的特点。所以，聚丙烯中添加玻璃纤维后，其耐热刚性、尺寸稳定性、耐蠕变性和机械强度等都有很大的提高，可作为工程塑料而广泛应用。同时，其要食品卫生方面无害，尤其是电性质良好 1．4添加助剂改性 为使聚丙烯性能适合各方面的需要，添加抗氧剂和紫外线吸收剂可提高聚丙烯的耐气展性}添加阻燃剂可降低聚丙烯的易燃性；添加成核剂可增强聚丙烯的透明性和光泽性。并可缔短成型周期等}添加其它助剂如抗氧剂、润滑剂、热稳定剂、发泡剂、着色剂等，可以改善聚丙烯的耐老化性、加工稳定性，抗静电性能等。 2. 化学改性

纳米材料改性水性聚氨酯的研究进展

纳米材料改性水性聚氨酯的研究进展 综述了纳米材料改性水性聚氨酯几种常用方法的特点和研究进展，指出了纳米材料改性水性聚氨酯存在的问题。 标签：水性聚氨酯（WPU）；纳米材料；方法；改性 1 前言 近年来，随着人们环保意识的增强，水性聚氨酯（WPU）受到越来越多学者的关注。WPU是以水为分散介质的二元胶态体系，具有不污染环境、VOC（有机挥发物）排放量低、机械性能优良和易改性等优点，使其在胶粘剂、涂料、皮革涂饰、造纸和油墨等行业中得到广泛应用[1～4]。但在制备WPU过程中由于引入亲水基团（如-OH、-COOH等），因此存在固含量低，耐水性、耐热性和耐老化性差等缺陷，从而限制了其应用范围。 纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等特殊性质，为各种材料的改性开辟了崭新的途径。通过纳米材料改性的WPU，其成膜性、耐水性和耐磨性等性能均得到显著提高[5]。 2 纳米材料改性WPU的方法 2.1 共混法 共混法即纳米粒子在WPU中直接分散。首先是合成各种形态的纳米粒子，再通过机械混合的方法将纳米粒子加入到WPU中。但在该方法中，由于纳米粒子颗粒比表面积大，极易团聚。为防止纳米粒子团聚，科研工作者对纳米材料进行表面改性来提高其分散性，改善聚合物表面结构以提高其相容性。 李莉[6]等利用接枝改性后的纳米SiO2和TiO2与WPU共混，制备了纳米材料改性水性WPU乳液。研究发现，纳米粒子在乳液中分散均匀，无团聚现象；改性后的WPU乳液力学性能比未改性前得到改善和提高；当纳米粒子添加量为0.5%时，WPU乳液的力学性能最佳，吸水性降低了70%，添加的纳米粒子对波长290～400 nm的紫外光有吸收。 李文倩[7]等采用硅烷偶联剂（KH560）对纳米SiO2溶胶进行表面改性，然后将其与WPU共混制备出了WPU/SiO2复合乳液，考查了改性纳米溶胶含量对复合乳液及其涂膜性能的影响。结果表明，当纳米SiO2/KH560物质的量比为6：1时，改性后的纳米SiO2溶胶的粒径最小且分布较均一。KH560的加入使纳米SiO2粒子更均匀地分散在聚氨酯乳液中，且SiO2粒子与聚氨酯乳液之间存在一定键合作用，使涂层的耐热性得到显著增强。当改性SiO2溶胶添加量为5%～10%时，涂膜的硬度、耐磨性、耐划伤性、耐水性等性能明显提高。

聚丙烯改性

聚丙烯纤维的表面改性 学院：同济大学浙江学院 姓名：董瀚 学号：090736 摘要：结合聚丙烯( PP) 纤维分子结构特点、表面特性以及在水泥基材料应用中存在的问题, 研究了等离子处理方法对聚丙烯纤维表面的改性技术。 关键词：聚丙烯纤维; 表面改性；等离子处理 Research Progress in Surface Modification Technology of PP Fiber ABSTRACT：In this article, we discussed the molecule structure and surface characteristics of PP fiber and the problems whenthey were used in cement matrix material. The surface modification technology of PP fiber was also researched with corona treatment with coupling agent. KEYWORDS：polypropylene fiber; surface modification；corona treatment 1 前言 近年来, 聚丙烯( PP) 纤维在抗裂要求较高的混凝土工程中得到迅速的推广应用, 其出色的阻裂效果已得到试验及工程的证实。但同时也存在一些致命缺点: 表面光滑; 表面能低; 分子链上不含任何活性基团, 而且表面疏水, 以致于纤维在水泥基材料中不易分散; 与水泥基材的物理化学粘接性能较差等,严重制约了其在水泥基材料中的应用。因此对纤维表面进行适当的改性, 提高其在水泥基材料基体中的分散性和界面结合力是聚丙烯纤维扩大应用的关键所在。本文主要介绍等离子处理方法（塑性开裂性能的缺陷）。 2 PP 纤维的结构和性能 聚丙烯是一种结构规整的结晶型聚合物, 为乳白色, 无味, 无毒, 质轻, 是聚烯烃的一种, 密度为0190~ 0. 91g/ cm3, 不溶于水, 熔点为165 ℃ , 燃点为590 ℃; 耐热性能良好; 聚丙烯几乎不吸水, 耐蚀性能良好, 与大多数化学品, 如酸、碱和有机溶剂接触不发生作用; 物理机械性能良好, 抗拉强度330 ~414MPa, 极限伸长率200% ~ 700% , 弹性模量为3.92~ 4. 90GPa; 耐光性能差【1】。 聚丙烯纤维是聚丙烯切片经纺丝、拉伸工艺制成的纤维级产品, 其抗拉强度、极限伸长率以及弹性模量随制作工艺不同而变化较大【2】。聚丙烯纤维虽然具有很好的力学性能, 耐化学侵蚀, 但也存在一些致命缺点, 分子不带有极性基团、表面呈化学惰性和憎水性、在水泥基材料的应用中存在与基材的粘结性和抗蠕变性能较差的缺点。 众所周知, 水泥基材料耐久性的重要地位并不亚于强度和其它性能, 而耐久性不足最终都归结为材料开裂。在水泥基材料中掺入高弹性模量的钢纤维, 其作用主要是阻止硬化材料破坏时的裂缝扩展, 使硬化材料在开裂后仍能保持一定的抗拉强度。与钢纤维相比, 聚丙烯纤维的掺入能有效的抑制早期( 塑性期和硬化初期) 水泥基材料由于离析、泌水、收缩等因素形成的原生裂隙的发生和发展, 减少原生裂隙的数量和尺寸。因此, 聚丙烯纤维和钢纤维的阻裂效应是不同的, 它们分别改善了不同时期水泥基材料的性能。在一些对水泥基材料裂缝要求严格的工程中, 掺用聚丙烯纤维则有可能获得更为满意的效果, 因钢纤维在材料开裂后方能发挥阻裂效应,有些场合并无实际意义, 而水泥基材料在早期易发生塑性开裂性能的缺陷, 却可通过掺入聚丙烯纤维得到解决和改善。

聚丙烯及其改性材料简介

目录 一聚丙烯 (2) 1.1 聚丙烯的性能 (2) （1）优点 (2) （2）缺点 (2) 1.2 聚丙烯链的立体结构 (2) 1.3 聚丙烯的晶体结构 (3) 二聚丙烯改性 (3) 三聚丙烯填充与增强改性新材料 (4) 3.1 聚丙烯填充改性性能特点及发展趋势 (4) 3.2 常用填充材料 (5) 1、碳酸钙 (5) 2、滑石粉 (5) 3、高岭土 (5) 3.3 聚丙烯的增强改性 (5) 3.4 聚丙烯填充与增强改性新材料 (6) 1、碳酸钙与滑石粉填充改性聚丙烯 (6) 2、玻璃微珠改性聚丙烯新材料 (6) 3、云母填充改性PP (6) 4、玻璃纤维增强聚丙烯新材料 (7)

一聚丙烯 1.1 聚丙烯的性能 （1）优点 1）聚丙烯密度为0.90~0.91g/cm3，是通用塑料中最轻的一种； 2）具有优良的耐热性，长期使用温度可高达100~120℃，无载荷时使用温度可达150℃，是通用塑料中唯一能在水中煮沸，并能经受135℃的消毒温度的品种； 3）聚丙烯是一种非极性塑料，具有优良的化学稳定性，并且结晶度越高，化学稳定性越好，室温下只有强氧化性酸（如发烟硫酸、硝酸）对它有腐蚀作用。吸水性很小，吸水率不到0.01%； 4）力学强度、刚性和耐应力开裂都超过高密度聚乙烯，而且有突出的延伸性和抗弯曲疲劳性能； 5）电绝缘性能优良，特别是高频绝缘性好，击穿电压强度也高，加上吸水率低，可用于120℃的无线电、电视的耐热绝缘材料； 6）综合性能优异，易加工、生产成本低。 （2）缺点 1）聚丙烯的耐低温性能不如聚乙烯，脆化温度约为-30~-10℃，低温甚至室温下的抗冲击性能不佳，低温易脆； 2）在成型和使用中易受光、热、氧的作用而老化； 3）熔点较低、热变形温度低、抗蠕变性差、尺寸稳定性不好。 1.2 聚丙烯链的立体结构 丙烯用齐格勒-纳塔催化剂聚合后，所得聚合物的X射线构型有等规、间规和无规三种。在PP生产过程中，尽管采用不同的催化剂和不同的操作条件，但工业PP产品主要是等规PP（含有少量的无规物和间规物）。

聚丙烯纤维混凝土性能的研究和应用

聚丙烯纤维混凝土性能的研究和应用 摘要：聚丙烯纤维以其良好技术经济性能，在水泥基材料中得到日益广泛的应用。本文系统介绍了用于改善混凝土缺陷的聚丙烯纤维的特点及主要性能，对聚丙烯纤维对混凝土各种性能的影响以及目前国内的研究概况作了详细的分析和综述。 关键词：聚丙烯纤维；纤维增强混凝土；力学性能；抗渗性；抗裂性 RESEARCH AND APPLIANCE ON THE CAPABILITY OF POLYPROPYLENE FIBRE CONCRETE WANG LONG CHEN LIANG LIU RENGGUAGN (1.QINGDAO TECHNOLOGICAL UNIVERSITY,https://www.docsj.com/doc/ab1718182.html,IYANG AGRICULTURAL COLLEGE) Abstract:Polypropylene fibre have good technical and oecumenical capability ,which makes it possible to be widely used in cement.The paper introduces the specialty and capability of polypropylene fibre, and analyzes general situation of influence on concrete of polypropylene fibre. Key words: polypropylene fibre, concrete, mechanical capability, barrier property , crack resistance 前言 混凝土的发展已有100多年的历史，以其可以就地取材，易于成型、成本低廉、适用性强等诸多优点，被广泛地应用于土建工程，是当前最大宗的人造材料。但作为多孔材料，混凝土也有脆性大、抗拉强度低、抗冲击能力差、易开裂等缺点。从混凝土应用的历史来看，实际工程中大量的钢筋混凝土结构由于混凝土的耐久性不足导致建筑物破坏甚至不能使用。国内外大量资料表明，由此而造成的经济损失是非常巨大的[1]。 混凝土的耐久性，是指混凝土在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下，在设计要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。混凝土抗拉强度低、易开裂的缺点是导致其耐久性降低的一个重要因素。为了提高水泥基材料的耐久性，长期以来研究人员不断研究减少材料中微裂纹的产生及阻止裂缝的发展，包括提高其抗拉性能，增强韧性和延性的各种方法和途径。纤维混凝土技术的应用和开发就较好地改善了混凝土的这些缺点，而聚丙烯纤维是目前建筑市场上应用最为广泛的一种合成纤维。 1 聚丙烯纤维 聚丙烯纤维是以丙烯单体在一定条件下聚合而成的结构规整的结晶型聚合物，属于合成纤维的一种，它的商品名是丙纶。基本特性是:乳白色、无味、无溴、无毒、质轻、不吸湿、不溶于水、耐腐蚀、抗拉强度高。 20世纪60年代中期人们开始研究用合成纤维作水泥砂浆增强材料的可能性，发现尼龙、聚丙烯、聚乙烯等纤维有助于提高砂浆的抗冲击性。随后合成纤维混凝土技术快速发展。Zollo[2]等的实验结果表明，若在混凝土中掺加体积率为0.1-0.3%的聚丙烯纤维时，可使混凝土的塑性收缩减少12-25%。由于聚丙烯纤维生产原料比较丰富，生产过程比较简短，因此生产成本相对于其他品种纤维较低。实践证明,从性能价格比上看, 目前最可行的当属有机纤维中的聚丙烯纤维。 但是普通聚丙烯纤维,在掺入水泥混凝土中拌合的时候，往往出现在水泥浆中难于分散、结团现象严重、纤维与水泥浆的握裹力差、抗老化能力差等缺点。因此土建工程中所用的聚丙烯纤维必须经过改性处理。改性聚丙烯纤维具有良好的工程性能。在生产中经过特殊处理,