聚丙烯的开发应用综述

2022-12-23 16:15蒋余想周建新周新军邱海芳
煤炭与化工 2022年9期
关键词:聚丙烯力学性能改性

蒋余想,周建新,周新军,邱海芳

(1.江苏索普工程科技有限公司,江苏 镇江 212003;2.江苏索普(集团)有限公司,江苏 镇江 212006)

0 引 言

聚丙烯(PP)具有优异的刚性、韧性、耐化学性和耐温性,PP 生产规模快速增长,并逐步占领塑料行业其它塑品市场。丙烯主要来源于石油化工裂解生产乙烯装置的副产品,丙烯在Ziegler-Natta 催化剂作用下高温加聚合成PP,再经注塑成型或挤出成型。

PP 注件包括汽车饰件、通风部件、瓶、桶、容器、工具把手、厨房用具、洗衣机盖基小型船体等。PP 经吹塑、喷纺、扁丝和原纤化,大量应用于纺织行业。PP 经挤出制成片材、板材、管件,在化工、电子、食品包装、工程浇注和日常生活中广泛应用。

纯PP 是线性聚合物,工艺不同,生产的PP分为等规PP、间规PP 和无规PP 等,其制品的刚性和韧性差别较大。通过在单体中添加改性物、共混、共聚、增粘、接枝等方法,可改善PP 的力学性能、阻隔性能和可加工性能。

PP 在我国发展较晚,应用却较多。工信部在《石油和化学工业“十四五”发展指南》中已将碳基材料纳入“十四五”原材料工业相关发展规划,推进了碳基新材料的高级化和产业化。

1 应用领域

1.1 改性发泡阻燃材料

纯PP 是一种形态多样的半结晶球晶聚合物,熔体强度低、应变硬化弱、脆性大、断裂韧性低,需通过改性来强化熔体强度。

在制备发泡材料时,如向PP 基体中添加弹性体三元乙丙橡胶(EPDM),可改善PP 发泡材料的泡孔形态。试验表明,加入EPDM,改善了复合材料的储能模量和损耗模量。

当添加EPDM质量分数为10%~25%时,其发泡质量较理想;添加20%EPDM发泡注塑成型制得的微发泡PP/EPDM复合材料,PP 发泡材料的加工温度在180 ℃~195 ℃,复合材料的黏弹响应和拉伸应力显著提高,改善了PP 复合材料的发泡质量。

PP 具有良好的机械性能、易加工、密度低、耐化学性等特点,应用广泛。PP 直接加工受结晶速度的影响,导致其制品透明性与光泽度较差,常采用不同助剂改性来改善PP 产品的光学性能和力学性能。

添加助剂会影响结晶行为,结晶温度升高,结晶速度加快,过冷度减小,晶体形成更完全。当质量含量为助剂NX8000K 0.60%、DHT-4A 0.04%、TAS-2A 0.3%、抗氧剂1010 与抗氧剂168 质量比为1.0∶1.6 时,显著改善了PP 的光学、力学和热学性能,满足实际需要。

PP 聚合物受杂质影响较大,常添加α 型成核剂缩小球晶尺寸,有效提高材料的结晶度、结晶点温度,增加材料的透明性及力学强度。

比较了添加山梨醇衍生物、双环二羧酸盐类、取代芳基杂环磷酸盐类3 种类型的α 型成核剂及其用量对医用聚丙烯的影响。3 类成核剂都能有效提高聚丙烯结晶点的温度,不同程度的降低了样品的雾度。

山梨醇类成核剂吸收最小,雾度下降最明显,双环二羧酸盐类成核剂对提高结晶点最明显。轻质高比强度和比模量的功能复合材料,可部分替代金属材料,实现车身轻量化,有利于汽车工业节能减排、降低成本。

采用电化学氧化和环氧上浆法改性碳纤维,调整了碳纤维表面的形貌结构,提高碳纤维的表面粗糙度,表面羟基、羧基含氧基团数量增加,大幅增强了界面结合性能。处理后的碳纤维/聚丙烯复合材料的界面剪切强度显著增加。

玻璃纤维能增强阻燃聚丙烯材料的热稳定性和力学性能,但玻璃纤维存在“烛芯效应”,可通过添加增溶剂阻燃剂复配以实现玻纤与复配阻燃剂之间的协效。

将膨胀型阻燃剂(MPAL)与八乙烯基倍半硅氧烷(OV-POSS)复合,抑制玻纤“烛芯效应”。将增容剂马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)引入阻燃玻纤增强PP 复配体系,组成阻燃玻纤增强PP 阻燃剂。

当玻纤质量分数增至30%时,可达垂直燃烧UL94V-0 级别,极限氧指数为28.7%。增加质量分数5%的MAPP 增容剂,阻燃玻纤增强PP 材料的力学性能最佳,阻燃性能也稍微改善。

车用行业要求设计制造节能减排和轻量化。高结晶型二元共聚聚丙烯/二氧化碳(PP/CO2)型环保轻质材料发泡聚丙烯性能优异,逐渐替代传统的三元共聚聚丙烯材料,在车用领域已大量应用。

将质量分数0.05%的硼酸锌、0.06%的油酸酰胺和0.3%的抗氧剂加入聚丙烯粒子中,高混熔融混炼、拉丝、切粒,粒子与水、成核剂和填料,在搅拌升温、升压作用下,迅速膨胀成发泡聚丙烯珠粒,将其预压入模成型。制备的发泡聚丙烯泡孔结构更完整、成型能耗降低,制件收缩率匹配度更优,综合性能提升。

作为汽车内饰材料,PP 的抗静电性差,因此,常添加抗静电剂以改善抗静电性。将PP 和热塑性弹性体聚醚嵌段聚酰胺(PEBAX)进行熔融共混,在超临界CO2中发泡,即制得PP/PEBAX 发泡材料。升高温度或压力,材料的发泡倍率变大,在较低的温度或压力下,混合物中PP 含量高,发泡效果较好。当PEBAX 含量>50%时,共混物可用作抗静电材料。

PP 易燃,故需阻燃改性。向无规共聚高熔体强度聚丙烯(E02ES)树脂中添加无卤膨胀阻燃剂IFRBrici 和助剂,共混热塑改性,挤出造粒压片,制得阻燃发泡聚丙烯型材(IFRE02ES)。放入发泡模具中,导入超临界二氧化碳发泡剂,完成无卤阻燃发泡聚丙烯材料注模。

当IFRBrici 添加质量分数为20%~25%时,发泡材料的泡孔结构均匀完整,无明显孔壁破损。当IFRBrici 添加量为25%时,LOI 值为31.7%,力学性能和保温性能与通用聚丙烯发泡材料接近,阻燃性能和发泡性能良好。

卤系阻燃剂在阻燃燃烧时释放有毒、有害物,尽管阻燃效果较高,已在淘汰之列。PP 来源广,但极限氧指数(LOI)较低,阻燃效果差。

含硫基团的聚合物和含磷基团的聚合物都具有很好的热稳定性和耐腐蚀性,将季戊四醇、三氯氧磷、双酚-S 掺和到PP 中,合成新型环保磷硫型复配协效型阻燃剂(FR)复合材料。

当复合材料中FR 添加量达到20%时,复合材料达到垂直燃测试UL94V-1 等级,LOI 高达24.6%,热稳定性和抗冲击韧性良好,大幅提升了抑烟性能,降低了火灾危险性。

聚丙烯的耐化学性良好,但阻燃性能较差。在PP 材料中添加膨胀型阻燃剂(IFR),来改良复合材料阻燃性能;添加少量有机蒙脱土(OMMT)和聚烯烃弹性体(POE)协同增韧改性,弥补复合材料降低的冲击韧性。

当IFR 的质量分数在20%~25%范围内时,添加质量分数为0.5%的OMMT 和质量分数为15%的POE 时,复合材料的冲击强度约是添加前的6 倍。复合材料的熔体质量流动性好,在阻燃领域的前景广阔。

1.2 多元共聚材料

在一定温度和压力下,将聚乳酸(PLA)共混到PP 树脂中,制成PP/PLA 共混膜,将碳纤维平纹织物与共混膜叠层熔融浸渍与热压固化成型,制备出碳纤维增强的共混复合树脂材料。

材料经冲击、弯曲、拉伸等力学性能测试,树脂体系中,随着PLA 用量的增加,复合树脂材料的冲击强度和弯曲强度呈波浪走势。当PLA 质量分数为60%时,复合材料的强度最高,综合物理力学性能最优。

将干燥的PP 与乙烯-辛烯共聚物(POE)按质量配比共混,熔喷制备PP/POE 非织造材料,裁剪成片,浸泡在纳米CuO 的乙醇液中,超声分散,加热真空干燥。

获得的载有CuO 的PP/POE 复合熔喷非织造材料在软脂酸-无水乙醇中超声溶解,再加热真空干燥,制得CuO/PP/POE 复合熔喷非织造材料。

试验表明,载CuO 后的复合材料结晶度下降,熔融和结晶温度影响不明显,提高了吸油率。添加质量分数为15%POE 的熔喷非织造材料,对机油的吸油率可达9.2 g/g,对硅油的吸油率可达9.4 g/g,增加了断裂强力,降低了断裂伸长率。

将高浓度过氧化物母粒加入传统聚丙烯树脂中,以提高共混熔融纺丝的结晶度,调节PP 树脂的分子量及其分布,制得可控制降解的高流动性聚丙烯。

试验表明,添加质量分数0.35%的过氧化物母粒,均聚PP140 的结晶度最高,而添加过氧化物母粒含量增至0.61%时,反而增加PP 树脂的分子量,弱化了降解效果,结晶能力下降。改性后的PP 熔体流动性提高,PP 纤维熔融纺丝的连续性增加,减少了断丝。

1.3 接枝共混改性材料

PP 基具有的热熔胶成本低、综合性能优良、易于加工和使用等特点。PP 热熔胶缺乏极性,粘接性能较差。热熔胶粘接剂需加热至流动状态来完成粘接。

在PP 材料中引入马来酸酐(MAH)接枝单体,在过氧类引发剂引发下,接枝反应并挤出热熔胶。MAH 对PP 共聚改性的PP 热熔胶对粘接有积极效应,织物样品的剥离强度优于薄膜样品,引入乙烯基提高了接枝率。

聚乙烯蜡(PEW)常采用共聚、氧化、接枝等化学方法改性。以甲苯为界面剂,在过氧化苯甲酰引发下,与甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝反应,在PEW 碳链上引入羰基、羧基、酰胺基、酯基等极性基团改性,固相接枝到PP/ 滑石粉复合材料中。加入改性的PEW,改善了PP/滑石粉复合材料的分散性能和力学性能。

甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含有环氧基团,能够与羟基、羰基和胺等活性基团作用,作为增容剂和黏结剂用于合成和改性。

亚临界二甲醚(DME)具有高传质和高溶解特性,以其为溶胀剂,在偶氮二异丁腈(AIBN)引发下,PP 与GMA 和苯乙烯(St)在55 ℃溶胀3 h,升温至85 ℃接枝反应3 h,制得接枝产物PP-g-(GMA-co-St)的相对接枝率为5.86%。接枝St 能有效抑制PP 交联和降解,用量比为m(PP)∶m(GMA)∶m(St)∶m(AIBN)=100.0∶10.0∶10.0∶0.6 时,产物性能最优。

PP 无纺布用于制备一次性卫生用品,易于加工,力学性能和稳定性好。PP 无纺布亲水性差,采用紫外光辐照技术在其表面改性和化学接枝抗菌整理,得到抗菌PP 无纺布。当添加体积分数8%的β-丙烯酰氧基丙酸和1%的二苯甲酮时,紫外光辐照60 min,其亲水性和抗菌性均能达到相关标准要求。

1.4 增黏复合改性材料

无规共聚聚丙烯(PPR)具有良好的安全性、耐腐蚀性、可加工性,且使用寿命长,但PPR 在高温、高压下使用,性能和寿命影响较大。

亚胺改性的黏合性聚烯烃(AMDER),与结晶改善型无规共聚聚丙烯(PP-RCT)和聚乙烯醇(PVA)均具有优异的热熔黏合性。将三者进行熔融共混,即制备出AMDER/PP-RCT 增黏改性的聚丙烯。

引入AMDER,形成了3 层复合材料,并未改变熔体的结晶温度与结晶度,增加了PP-RCT 的流动性,有效地降低了PP-RCT 的塑化时间和平衡扭矩。

当熔融共混物中ADMER 的质量分数在25%~33%范围内时,PP-RCT 与ADMER 在亚微观尺寸的相态分布均匀;当共混物中AMDER 的质量分数达到33%时,剥离强度快速增加,共混物的流动性降低。

在制备PP 的过程中,须加入Ziegler-Natta 催化剂或茂金属催化剂,产物主要为线型结构聚丙烯(LPP),熔体强度较低。可通过辐射或化学引发,添加接枝单体改性引入长支链结构,熔融挤出制备长链支化聚丙烯(PP)。

仅将苯乙烯作为助单体添加到PP 中,用量较大,成本较高。肉桂酸甲酯和二乙烯苯低毒价廉,少量二乙烯苯能有效地提高改性效果。

将马来酸酐、肉桂酸甲酯和二乙烯苯添加到PP 中,形成了多单体新型复配体系,可减少苯乙烯的使用量。应用于发泡中,产品的泡孔孔径减小,泡孔的密度和发泡倍率明显上升,泡孔的结构更规整。

1.5 混凝土复渗材料

普通混凝土材质简单、延展性较差、成本低。在使用过程中强度相对较低,力学脆性易开裂,围岩护坡耐久性差。

近年来,诸多新型混凝土材料相继问世,并得到广泛应用。特别是改性纤维混凝土,具有优良的物理和力学性能,能有效地抑制混凝土温度裂缝的产生,明显改善了混凝土的韧性、抗弯、抗冲击性能。

将按一定配比制备的改性纤维混凝土应用于隧洞围岩护坡,其塌落度指标(保水性,流动性和粘聚性)明显得到改善,内应力明显减小,有效地改善了混凝土的抗渗、放水以及抗冻性能,提高了应用安全性。

聚丙烯纤维分为粗纤维和细纤维,通过单掺或混掺掺入到混凝土中,制成聚丙烯纤维混凝土(PFRC)构件。荷载多尺寸聚丙烯纤维后,粗细纤维形成了三维空间的网架结构,能够相互协同作用,混凝土的抗氯离子的渗透性能明显,提高了其阻裂效果。

为改善混凝土的耐久性、韧性和延展性,提高混凝土制品的能量吸收能力,可在浇筑混凝土时添加橡胶颗粒、添加钢纤维(MS)、PP 和混杂纤维(MS+PP)。

研究渗入纤维对混凝土性能的影响,试验结果表明,较大量的橡胶颗粒与周围混凝土的黏结较弱,降低了坍落度值,易受温差影响使混凝土不可逆开裂。加入纤维也会降低混凝土的坍落度,随着聚丙烯纤维含量的增加,新拌混凝土的坍落度降低。

掺入MS 纤维,可提高试件的密度,当掺入0.9%MS+0.1%PP 时,混杂纤维混凝土具有较高的抗压、劈裂抗拉强度和弹性模量,试件的密度最大,0.1%PP+0.9%MS 混杂纤维为纤维组合最佳。

混凝土因塑性收缩和干缩导致注件裂缝、抗渗性骤降,使得筋体加速锈蚀。PP 纤维具有疏水性、低弹模、耐久性、强度高、延性好等特点,掺和到混凝土中,可提高混凝土的塑性和抗拉性能,改善其抗开裂、抗收缩性能。

为保证浆体能充分包裹骨料和纤维在混凝土中的有效分散,当PP 纤维的体积率<0.3%,掺量为2.5 kg/m3时,制品的综合性能最优。

自密实轻骨料混凝土(SCLC)是一种新型高性能混凝土,但轻骨料混凝土脆性突出、抗拉强度低。添加钢纤维和聚丙烯纤维改性SCLC,能阻裂、增韧SCLC,有效改善混凝土的材料性能。

单掺量钢纤维和聚丙烯纤维均能明显提高SCLC 的抗拉强度。钢纤维能增加SCLC 的弯曲韧性,但会降低混凝土的抗压强度。

适量混杂纤维改性自密实混凝土,在混凝土中形成三维纤维网,可显著提高SCLC 的抗压强度及抗拉强度,发挥正协同阻裂作用,延长养护龄期至28 d。SCLC 的骨料-基体界面区微观结构密实度明显提高,界面区结构更致密,轻骨料与基体黏结更紧密。

现代水泥混凝土路面要求能承受重载负荷,且耐受浸蚀。普通水泥混凝土构筑的路面抗弯拉强度差、刚性大和脆性高,因此,需要对水泥混凝土进行改性。

水灰中含有纳米二氧化硅,添加水灰和聚丙烯纤维素可有效减少混凝土内部的裂纹,改善其收缩应力。

添加纳米二氧化硅,可提升混凝土的抗压强度;添加聚丙烯纤维,可显著提升混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度。

当掺量聚丙烯纤维为0.1%、纳米二氧化硅为1.4%时,形成了致密的骨架结构,双掺量达到了最佳,其改性混凝土的综合强度亦达到了最佳。

纤维改性能有效降低混凝土注件表面的最大拉伸和压缩应变,分散注件表面的应力,抗应变能力和抗变形能力均有所提高。

水泥中掺入硅烷偶联剂KH550,可加固高含水量软土干缩开裂。采用硅烷偶联剂KH550 改性PP 纤维,向混凝土中掺入掺量为1%的该改性PP纤维,浇筑注件的表面未出现细微裂纹,其微观结构和粘结性能更好。

水泥能与丁苯胶乳(SBR)反应生成聚合物薄膜,由于附着力强,使分子间的粘聚力提高,从而降低了混凝土的酸蚀、孔隙率和吸水率。混凝土中添加聚丙烯纤维(RPF)能显著提高混凝土的延展性、抗裂性和稳定性。

将再生RPF 和SBR 协同渗加到混凝土中,进行酸蚀试验比较,改性后的混凝土力学性能和酸蚀耐久性显著改善。最优掺量为RPF1%、SBR15%,改性混凝土的抗压、劈裂抗拉和抗弯强度均比改性前显著提高。

在恶化的采矿作业环境中,喷浆支护是快速支护的有效手段。将聚丙烯纤维添加到喷射混凝土材料中,对软岩巷道实施喷浆支护,与一般混凝土相比,凝固后的混纤维混凝土制件的强度和力学性能均明显提升,保障了围岩巷道的稳固性和矿体回采连续安全生产。

由碱激发的粉煤灰型水泥泡沫混凝土砌块(AFC)收缩较大,硬化慢,强度低,添加PP 纤维增强材料对APC 改性,PP 纤维能够均匀分布在泡沫混凝土中,形成网状结构。增加PP 纤维掺量,改善了AFC 的孔径大小分布和孔圆度,有效改善了AFC 的收缩和抗裂性能、孔结构和力学性能,AFC的抗压强度和干、湿密度下降,PP 纤维与硬化浆体粘结效果较好,表面裂纹消失。

橡胶混凝土具有轻质高弹、吸声隔热、减震耐磨、抗渗、抗冲击等特点,广泛应用于城际公路、城市步道等公用工程中。但在高寒低温地区,受冻融作用和荷载承压的影响,其抗冻性能变差,从而影响其服役寿命。

在橡胶混凝土中添加钢纤维,能改善材料的冻融性能。聚丙烯纤维与橡胶混凝土具有协同效应,提高混凝土的断裂性能,提升了橡胶混凝土的抗冻性能。掺量1.80%聚丙烯时,橡胶混凝土的抗冻性能最优。

1.6 复合纤维材料

树脂和纤维均具有优异的功能特点,通过复配和热塑制成复合材料。但两者表面基团极性差距较大,纤维表面表现为较强的亲水性,树脂表面表现为疏水性,使得复合材料界面的结合性能变差,从而降低了力学性。

为改善复合材料的相容性,可在PP/剑麻纤维(SF)复合材料中,如羟基、环氧化物、氨基等合适的端基,添加超支化聚合物(HBP),如超支化聚酯(H101)、超支化环氧树脂(E102),复合材料的拉伸、弯曲及冲击强度均不同程度地提高,基体与纤维结合得更紧密。

与PP/SF 复合材料相比,当H101 含量为4%时,弯曲强度达到最高值;而当E102 含量为10%时,冲击强度提高了72.24%。

为增强PP 的刚性和韧性,在熔融浸渍时向PP中添加适量的长玻璃纤维和相容剂马来酸酐(MA),制得马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(LFTPP-G)。

LFTPP-G 粒子经注塑成型,相容剂的加入改善了玻璃纤维与树脂的界面结合,塑件的力学性能和韧性大幅度提高。

当添加玻璃纤维质量分数为40%~50%,相容剂PP-g-MAH 质量分数为2%时,控制牵引速度为30 m/min,制得的复合材料LFTPP-G 综合力学性能最好,其缺口冲击强度是纯PP 树脂的13 倍多。

长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料具有质轻、优异的力学性能和尺寸稳定性,在汽车等领域被大量使用。但当长玻璃纤维质量含量约为30%时,导致热塑过程中出现严重的翘曲现象,影响材料的外观和使用。

向复合材料中引入丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和乙烯-辛烯共聚物(POE),可提升材料热注时的冲击强度和弯曲模量。

微注塑产品对微注塑原料的要求较高,在微注塑过程中,要考虑熔体的表层和芯层的纤维取向、流动速度和温度分布。

选取玻纤增强聚丙烯(GFRPP),采用多型腔微注塑成型技术,研究高速注塑和低速注塑时,GFRPP 熔体在注射速度、剪切热、滞流层、冷凝层、温度梯度等方面对表层—芯层—表层结构注件性能的影响。

低速注塑时,纤维取向明显,加剧了塑料熔体温度与流动速度的偏移;高速注塑时,高剪切热减弱了GFRPP 熔体的纤维取向,侧偏移幅度大为降低。

竹原纤维被称为“天然的玻璃纤维”,开发竹资源,竹纤维增强复合材料替代碳纤维和玻璃纤维,是理想的汽车内饰件材料。

将竹材预先用碱水浸泡和蒸煮预处理,机械盘磨获取长径比较大的竹原长纤维(LBF),以LBF 为增强相,与PP 等质量混炼,在190 ℃、8 MPa 层积模压20 min,制得LBF/PP 复合材料,具有较好的力学性能和耐水性能。

共聚聚丙烯(coPP)和等规聚丙烯(iPP)为聚丙烯的2 种高聚物,其取向性和伸缩性差异很大。以iPP 为芯层占60%,coPP 为表层占40%,复合挤出制备复合同心圆坯,再经口模拉伸,即得到了高强高模的PP 自增强复合线材。将其与预制的coPP 薄板热压成型,即得到了全聚丙烯的coPP-iPP 高强复合板材。

当复合板材中2 种高聚物用量相等时,复合板材的纬向拉伸强度、弯曲强度达到高值,取向结构增加,显著提高了力学性能。coPP 与iPP 相容性良好,利于复合板材的回收利用。

汽车实现轻量化,要求使用的材料具有优异的力学性能和良好的耐腐蚀性,使成型整体化。玻璃纤维增强聚丙烯复合材料质轻而比强度高,采用双层玻璃纤维增强聚丙烯(GFRTP)复合材料单向层合板替代传统的金属-纤维复合材料,并对其进行非等温拉伸成型试验。

升高预热温度可导致制件变薄,提高拉伸速率制件的表面质量得到改善,当拉伸速率>150 mm/min 时,制件会产生拉裂和脱层的缺陷。拉伸速率在100~150 mm/s 时,制件的厚度分布、纤维分布均匀性及其力学性能较好。

为保持PP 塑料制品在恶劣环境下综合性能的相对稳定,以木粉填充改性PP 基木塑复合材料。木粉的主要组成为纤维素、半纤维素和木质素,与聚丙烯粒子和适量的木质素磺酸钠混合,热塑成聚丙烯基木塑复合材料。

当木粉中木质素质量分数提高到13%时,拉伸强度高达42.5 MPa,弯曲强度达到78.5 MPa,但冲击强度开始下降。

提高木质素的质量分数,其热降解温度和最大热降解温度明显提高,有效地提高了材料的热性能。经紫外光加速老化试验,随着木粉中木质素质量分数的提高,复合材料的耐潮湿、耐腐蚀、防虫蛀、易加工等性能有所改善,但其拉伸强度下降,表面裂纹增加,所以,木质素的存在会加速材料的老化。

1.7 其它功能材料

超细纤维结构的PP 熔喷无纺布,过滤性能优异、产量高、加工工艺简单,是理想的过滤材料。选用高流动性的PP 颗粒,添加含自由基降解剂,调节热风压力、计量泵流量以及物料体系,熔喷法可获得具有超细纤维结构的聚丙烯熔喷无纺布,实现较高的过滤效率。

PP 熔喷塑料和PP 熔喷纤维应用在口罩上,表现出优越的塑化功能和过滤功能,在防疫领域功不可没。但PP 熔喷塑料起始塑化温度较高,温度区间较窄,而PP 熔喷纤维的起始塑化温度较低,温度区间较宽,塑化和结晶行为差异明显。

采用化学热降解法,添加相对分子质量低的聚合物进行改性,在PP 熔喷纤维制造过程中采用惰性气体保护,生产口罩过滤层熔点的较低,有利于降解。

PP 易加工成型,其导热、耐热和耐老化性能差,石墨烯具有高导热、导电和力学等性能。向PP 基材中适量添加石墨烯,制件可很好的满足通信、电子器件的导热、散热要求。

尼龙6/聚丙烯(PA6/PP)在高集成化和功能化的微电子器件中应用广泛。在PA6/PP 双相体系中,由于PP 纤维高度取向分布,基体自身热导率差,需引入高导热性填料,构筑导热网络来提高材料导热性能,快速转移微电子器件工作的过剩热量。

将质量分数为25%的片状氮化硼(BN)、质量分数为7.5%的微米氧化铝和质量分数为7.5%的纳米氧化铝与PA6 基体预混,再与PP 基体进行二次共混,制得了高导热的新型复合材料,实现了局部热量的高效扩散。

塑料制品虽便利于食品的包装,当用来包装生鲜产品时,易滋生细菌,故塑料制品的包装安全应引起重视。

选用抗菌性能良好的纳米铜,将水合乙酸铜与水合乙酸锌进行固相反应,制成Cu/ZnO 无机抗菌材料。将抗菌材料与基体树脂PP-K8003 聚丙烯粒料共混、造粒,添加硅氧偶联剂热塑模压成型,制得抗菌聚丙烯板材。

采用该法制备的循环周转箱等板材,其包装产品的拉伸和弯曲强度均达到了装运的力学性能的要求。

热塑性聚丙烯材料的电气性能和热性能优异,作为电力、电缆的绝缘材料,其环境友好性优于交联聚丙烯,能够在使用后回收再利用。

对PP 材料进行改性,在合成过程中适当添加乙烯链段,使合成的聚丙烯分子链上穿插了乙烯链段,不仅降低了聚丙烯材料的熔点,而乙烯链段参与到PP 的结晶过程中,也使得PP 晶体的尺寸分布更均匀。

聚丙烯的断裂伸长率大大高于交联聚乙烯,且电气强度对温度具有更好的稳定性,是理想的中压电缆的绝缘材料,有利于在更高的工作温度环境中应用。

2 结 语

PP 作为基材制得的聚烯烃系微多孔性薄膜,被广泛应用于医疗、工业精密过滤膜或分离膜、分隔件等,有利于医疗和防护,也有助于电力存储智能产品大容量化。

通过熔融共混挤出-热拉伸-固相拉伸-注塑成型,在增容剂作用下,PP 能与其它易成纤聚合物原位微纤化复合,经高熔体增强改性、交联改性和共混改性,应用于发泡、热成型、挤出涂布等高附加值领域。

PP 中添加阻燃剂,制得的含纤维阻燃性树脂用于阻燃。由PP 等纤维复合制得的透水性土工合成材料,其过滤、防渗、隔离、加筋、防护等功效很好,市场应用前景广阔。

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