PP/EPDM/滑石粉三元体系的增韧机理研究

（中共浙江省委党校，浙江杭州市，311100） 王利萍 史志辉

为了改善聚丙烯的冲击性能、低温脆性，可在其中掺入一定量的乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物（三元乙丙橡胶或者EPDM），因此它们的共聚物具有多相的形态结构。在相同的共混工艺条件下，组成比及不同聚合物组分的熔融黏度差决定着此种共聚物的形态。当PP 与EPR 以及EPDM 具有相近的熔融指数时，所制得的共混物形态结构比较均匀。

1 滑石粉填充改性聚丙烯

滑石粉对PP 具有成核剂的作用，改善PP 的结晶完善性，从而提高力学性能。用滑石粉填充PP，除了断裂伸长率稍有下降以外，弯曲强度和缺口冲击强度大大提高，降低成型收缩率。滑石粉对PP的刚性提高和耐热性提高作用较大，因此需要高刚性、高耐热性的PP 时经常采用滑石粉填充PP。滑石粉填充PP 的尺寸稳定性好于碳酸钙填充PP，因此用途更为广泛，在汽车、家电等领域得到了大量应用。

2 实验

2.1 实验仪器

实验仪器主要有复合式冲击机、电子天平、拉力机、游标卡尺。（见表1）

2.2 实验配方（见表2）

3 结果与讨论

3.1 滑石粉及EPDM对PP缺口冲击强度的影响

图1 滑石粉及EPDM对PP缺口冲击强度的影响

由图1看出，随着滑石粉的加入，缺口冲击强度先升后降，当滑石粉填充量在10%～20%时，体系性能最佳。当改性滑石粉的含量较低时，在PP 中的分散均匀性较好，随着基体树脂中滑石粉含量的增加，在复合共混体系中能起到应力集中点的颗粒随之增加，体系的强度得到提高；而当改性滑石粉含量大于20%时，滑石粉粒子含量的继续增加导致其分散均匀性变差，造成界面缺陷增多，材料的韧性逐渐降低。并且，加入EPDM后改性PP的冲击韧性得到了提高。（数据见表3）

3.2 滑石粉及EPDM对PP拉伸强度的影响

图2 滑石粉及EPDM对PP拉伸强度的影响

从图2 可以看出，滑石粉含量在20%以内材料的拉伸强度有少量增加，当滑石粉含量在20%以上时，随含量增加，材料的拉伸强度逐步下降，主要是滑石粉进一步的增加，减弱了聚丙烯的分子间引力所致，这与一般无机填充规律相符。并且，加入EPDM 后改性PP 的拉伸受到了影响而降低。（数据见表4）

表1 实验仪器的型号以及生产厂家

表2 实验配方设计

表3 滑石粉及EPDM对PP缺口冲击强度的影响

表4 滑石粉对PP拉伸强度的影响

表5 滑石粉对PP弯曲强度的影响

3.3 滑石粉及EPDM对PP弯曲强度的影响

由图3 看出，滑石粉的加入对聚丙烯塑料弯曲模量的影响。从图中可以看出，随着滑石粉含量的增加，聚丙烯塑料的弯曲强度得到了提高，然后出现下降的趋势。同时随着EPDM 用量的增加，改性PP的弯曲强度却趋于降低。（数据见表5）

图3 滑石粉对PP弯曲强度的影响

4 总结

本实验的目的是通过对聚丙烯的增韧改性，实现对PP性能的局部增强。PP中加入三元乙丙橡胶是提高PP冲击性能最常见的方法，EPDM与聚丙烯结构相似，相容性良好，但冲击性能提高的同时，PP 的一些力学性能(如拉伸强度、弯曲强度等)也大幅度下降，为此我想到了添加第三组份：无机填充料滑石粉，而且滑石粉的生产成本较低并且来源广泛。