爽滑剂对煤基聚丙烯1100N性能影响研究

胡 琳，田广华，焦 旗

(神华宁夏煤业集团有限责任公司煤制油化工研发中心，宁夏银川 750411)



爽滑剂对煤基聚丙烯1100N性能影响研究

胡 琳，田广华，焦 旗

(神华宁夏煤业集团有限责任公司煤制油化工研发中心，宁夏银川 750411)

研究了四种爽滑剂对煤基聚丙烯1100N基本物理性能的影响。结果表明：添加爽滑剂能够有效提高注塑制品的表面光泽度，改善制品的脱模性。同时提高聚丙烯1100N中的抗氧剂分散程度，从而提高了抗氧剂的有效添加性。爽滑剂对聚丙烯1100N的熔融结晶性能和力学性能影响不大。

聚丙烯，爽滑剂，光泽度

聚丙烯(PP)是一种性能优良的热塑性合成树脂，具有密度小、无毒、易加工、电绝缘性优良、耐腐蚀等优点，是通用树脂中耐热性最好的产品，被广泛应用于军事、农业、汽车工业、家用电器、电子、建筑及包装等领域[1-5]。

聚丙烯在加工过程中，熔体与设备间存在着摩擦，既降低熔体流动性，又增加能耗。并且由于摩擦生热，熔体的稳定性降低，给塑料制品表面带来负面影响。现代塑料加工正朝着自动化、高速化和高品质化方向发展。为了降低聚丙烯熔体分子间和熔体与设备间的摩擦阻力，以改进熔融料的流动性或提高成型制品的脱模性，选择在聚丙烯中添加爽滑剂。爽滑剂可以降低聚丙烯加工时的能耗，降低挤出压力，使原料挤出时螺杆的扭矩不至于剧增，还可以降低加工温度和消除熔体破裂，提高产率。同时还可以起到防粘连和抗静电剂等作用[6-7]。

本文选取了四个不同生产厂家的爽滑剂开展了相关实验研究工作，评价了不同爽滑剂对煤基聚丙烯1100N基本物理性能的影响。

1 实验部分

1.1 主要原料

聚丙烯1100N粉料：神华宁夏煤业集团煤制油化工烯烃公司；复合抗氧剂：生产装置在用产品；爽滑剂1#、2#、3#、4#：市售。

1.2 实验设备与仪器

高速混料机，RRM MINI Ⅱ型，德国J.ENGELSMANN AG公司；双螺杆挤出造粒机，ZSK26型，科倍隆机械有限公司；注塑机，BT80V-Ⅱ型，博创机械股份有限公司；鼓风干燥箱，DHG-9245A型，上海慧泰仪器有限公司；恒温恒湿仪，KBF240，德国宾得公司；万能材料试验机，INSTRON 5966型，美国INSTRON公司；缺口制样机，CEAST AN50，CEAST公司；冲击试验机，CEAST 9050，CEAST公司；差示扫描量热仪(DSC)，DSC200F3型，德国耐驰机械仪器有限公司；熔体流动速率仪，MFI-2322，承德金建检测仪器有限公司；黄色指数仪，LabScan XE型，Hunterlab公司；光泽度仪，NOVO GLOSS LITE型，英国RHOPOINT公司；洛氏硬度仪，RB2000型，美国Wilson公司。

1.3 样品制备

聚丙烯1100N粉料与复合抗氧剂、爽滑剂按照表1的配方比例进行预混合，然后在双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒。造粒条件：螺杆直径26mm，长径比40，螺杆转速400r/min，喂料速度30kg/h，挤出机各部分温度设置如下：T1=180℃，T2=190℃，T3=200℃，T4=210℃，T5=210℃，T6=210℃，T7=200℃，T8=195℃，T9=190℃。

将挤出切粒后的样品在80℃真空烘箱中干燥2h，然后注射成型样条。注塑条件：注塑温度220℃～230℃，模温45℃，注射压力90bar，注射时间2s，保压压力80bar，保压时间25s，冷却时间45s。

样条在23℃、相对湿度50%的条件下放置48h后，进行性能测试。

表1 聚丙烯1100N爽滑剂配方

1.4 测试方法

熔融指数(MI)，按照GB/T 3682-2000测试，测试温度为230℃，载荷为2.16 kg；黄色指数，按照HG/T 3862-2006测试；差示扫描量热法(DSC)，按照GB/T 19466.3-2004测试：在N2保护下，升、降温速率均为20℃/min，记录降温与第二次升温曲线；氧化诱导期(OIT)，按照GB/T 19466.6-2009测试；光泽度，按照GB/T 8807-88测试；拉伸性能，按照GB/T 1040.2-2006测试；弯曲性能，按照GB/T 9341-2008测试；简支梁缺口冲击强度，按照GB/T 1043.1-2008测试；洛氏硬度，按照GB/T 3398.1-2008测试。

2 结果与讨论

2.1 熔融指数和黄色指数

聚丙烯的熔融指数是由分子量及分子量分布决定的，在基础粉料相同的情况下，聚丙烯粒料的熔融指数受抗氧剂的影响较大。从表2可以看出，五个样品的熔融指数的大小顺序为1#>0#>2#>3#>4#。爽滑剂本身并不会影响聚丙烯的分子量，提高了抗氧剂的分散效果，从而使抗氧剂的添加更为有效，因此熔融指数会有差异。从MI和黄色指数看4#效果最佳。

聚丙烯的黄色指数用来评价产品在加工过程中的老化程度，其数值主要受抗氧剂的影响。从表2的数据可以看出，黄色指数的变化趋势和熔融指数是一致的。

表2 熔融指数和黄色指数

2.2 熔融与结晶性能

从表3和图1可以看出，五个样品的熔融结晶性能相近，差异较小。由此可见，四种爽滑剂对1100N熔融结晶性能影响不大。

表3 熔融结晶性能

续表3

测试项目0#1#2#3#4#结晶焓/(J/g)96549933968395189782结晶度/%46494799471846024702

注：以209.0J/g为100%结晶聚丙烯的熔融焓，计算样品的结晶度。

图1 熔融结晶曲线

2.3 氧化诱导期

表4 氧化诱导期

图2 氧化诱导期曲线

从表4和图2可以看出，添加爽滑剂之后样品的氧化诱导期得到不同程度的提高，4#产品的氧化诱导期最长，说明它具有很好的抗氧化性能。造成五个样品的氧化诱导期差异的原因与熔指和黄指差异的原因基本相同，主要是爽滑剂的添加提高了抗氧剂的有效性。

2.4 光泽度

从表5可以看出，添加爽滑剂之后样品的表面光泽性得到提高，四种爽滑剂对注塑制品表面光泽度的改善基本相当，3#的表面光泽性略优。表面光泽度的提高使注塑制品外观性能更好，同时有利于脱模，缩短注塑周期。

表5 光泽度

2.5 力学性能

从表6可以看出，五个样品的拉伸屈服强度、拉伸断裂强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、常温冲击和洛氏硬度差异不大。由此可见，添加不同爽滑剂的样品与不添加爽滑剂的样品力学性能相当，爽滑剂对1100N的力学性能基本没有影响。

表6 力学性能

3 结论

通过不同类型的爽滑剂对煤基聚丙烯1100N的熔融指数、黄色指数、光泽度、热学性能、力学性能的研究，得出以下结论：

(1)在助剂和粉料的预混合过程中可以明显看到添加爽滑剂之后改善了抗氧剂在聚丙烯中的分散程度，从而使抗氧剂的添加更为有效，4#效果最佳。这一性能通过熔融指数、黄色指数和氧化诱导期的测定得到证明。

(2)添加爽滑剂之后样品的表面光泽度得到提高，四种爽滑剂对注塑制品表面光泽度的改善基本相当，3#的表面光泽性略优。表面光泽度的提高使得注塑制品外观性能更好，同时有利于脱模，缩短注塑周期。

(3)四种爽滑剂对聚丙烯1100N的熔融结晶性能和力学性能的影响不大。

[1] 洪定一.聚丙烯—-原理、工艺与技术[M]. 北京：中国石化出版社，2002.

[2] 宋赛楠，曹庚振，王霞，等.聚丙烯塑料的改性研究[J]. 塑料工业，2011，39：57-59.

[3] 魏正英. 国内外聚丙烯生产及消费现状[J].塑料科技，2011，39(7)：107-110.

[4] 崔小明.聚丙烯改性技术及新品开发[J].四川化工，2004，7(5)：29-34.

[5] 王雅珍，李栋，朱清梅，等.聚丙烯抗静电剂的研究现状及发展趋势[J].塑料工业，2008，36(7)：11-15.

[6] 比央纳·尼尔森.聚烯烃脱模剂和抗静电剂[J].化工新型材料，2001(4)：33-35.

[7] 李志强，李秀洁，张治.聚丙烯薄膜常用助剂的研究进展[J].石油化工，2005，34：655-657.

Study of Slipping Agent for Coal Base Polypropylene 1100N Performance Impact

HU Lin，TIAN Guang-hua，JIAO Qi

(The Research & Development Center of CTL Chemical of SNCG，Yinchuan 750411，Ningxia，China)

The influence of four kinds of slipping agent to the basic physical properties of coal base polypropylene 1100N were studied. The results showed that：adding slipping agent can effectively improve the surface gloss of injection-moulded products，improve the product performance of mold unloading. At the same time，improve the effective adding of antioxidant to polypropylene 1100N. The effect of slipping agent on the melt crystallization and mechanical properties of polypropylene 1100N was not significant.

polypropylene，smooth agent，gloss

TQ 325.1+4