一文了解PP增韧的11种方案

PP/PE增韧体系

将EPDM进行MAH接枝后形成EPDM-g-MAH后，用EPDM-g-MAH增韧PP比纯EPDM效果更好。

顺丁橡胶（BR）具有高弹性、良好的低温性能（玻璃化温度-110℃）、耐磨性、耐挠曲性等优点，BR的溶解度参数与PP接近，与PP的相容性好，增韧效果好。

当PP/BR为100/15时，其冲击强度提高近6倍，脆化温度下降到8℃（下降23℃）。

弹性体与PP共混虽然具有优良的冲击强度，但刚性、强度和热变形温度等性能损失较大，且成本提高明显。为了改善力学性能和降低成本，在弹性体/PP增韧体系中，加入塑料形成弹性体/塑料/PP三元共混体系。

在三元共混体系中最常用的塑料为HDPE和LLDPE，具体实例如PP/SBS/HDPE、PP/EPR/HDPE、PP/EPDM/LLDPE、PP/HDPE/BR(100/15/15)、PP/PS/mPE、PP/PS/SBS等。

PP/HDPE/BR三元增韧体系，当比例为100/15/15时，不但韧性好，还具有高的拉伸强度和挠曲强度。

PP/SBS/BR三元共混体系的协同效果显著，比单一PP/SBS或PP/BR增韧效果好得多。

对以上增韧体系的配方设计应注意如下几点。

①增韧效果。POE＞mPE＞TPE＞EPDM，但从经济上考虑用EPDM多。

②相容剂的选择。对与PP相容性不好的增韧材料，在配方设计时，应加入相容剂，常用的有PP-g-MAH。加入相容剂后，冲击强度提高幅度明显增大。如PA、PS、PVC等，都需要加入相容剂。

③加入量的确定。各种增韧材料对PP的增韧效果都有一个最佳加入量范围，如SBS在15%以下效果好，POE在15%以上好。

④增韧材料的选用。不同增韧材料的增韧效果和对其他性能的影响不同，因此对不同应用场合PP的性能要求也不同，应根据具体性能来选择增韧材料。如EPR增韧PP的耐老化性不好，用于户外的汽车保险杠一般不选择EPR而选用耐候性较好的EPDM。

⑤复合增韧。单一材料增韧PP，虽然冲击强度提高了，但对其他性能影响较大。为此，常选用复合增韧，以平衡各方面性能，并可适当降低成本。

⑥弹性体的粒度。粒径小于1.5微米时，可取得较好的增韧效果。

常用的无机刚性增韧材料有云母、滑石粉、硅灰石、碳酸钙和硫酸钡等。

用橡胶进行预增韧体系，对无机刚性粒子进行适当的表面处理后，可形成以无机刚性粒子为核，橡胶为壳的核-壳分散结构，无机刚性粒子的增韧效果十分显著。具体应用实例有PP/EPDM/CaCO₃、PP/EPDM/滑石粉、PP/EPDM/硅灰石等。

无橡胶的预增韧体系，对无机刚性粒子的处理强度要大，最好在加入偶联剂的同时加入助偶联剂，复合处理效果好。对经界面改性剂优化处理的无机刚性粒子，也可形成以无机刚性粒子为核、界面改性剂为壳的壳-壳分散结构。如PP/优化处理的高岭土增韧体系，当高岭土加入30%时，冲击强度高达480J/m；再如，经烷基羧酸盐和助偶联剂处理的CaCO₃，在PP中加入50%时，其冲击强度可提高1倍左右。

纳米材料是20世纪80年代刚刚发展起来的新材料，也是21世纪最有前途的新材料，受到了人们的广泛关注，无机纳米粒子由于表面缺陷少、非配对原子多、比表面积大，通过粒子效应可以改善PP的结晶行为、结晶结构以及界面区域聚丙烯的力学行为，从而达到即增强又增韧的目的。