聚丙烯交联技术发展现状.pdfVIP

维普资讯 №2 Sum．166 塑料 科 技 April2005 PLASrlCSSCI．．I1 0GY 47 聚丙烯交联技术发展现状 欧阳密，李子全，周衡志 南京航空航天大学材料科学与技术学院，江苏 南京210016 摘 要：交联聚丙烯具有优异的机械性能和热性能。本文就当前聚丙烯的几种交联技术进行了总结与分 类，并介绍了各 自的反应机理。着重讨论了最常见的几种 PP的交联工艺及其特性，包括有机过氧化物交联、硅烷 接枝交联、辐射交联等。 关键词：聚丙烯；过氧化物交联；硅烷接枝 中图分类号：rQ3z5．14 文献标识码：A 聚丙烯 PP 原料丰富，价格低廉，并具有熔点高、 仅依靠不同组分相互之间的和各组分本身的物理特 密度小、耐水性强、化学稳定性好、机械性能和力学性 性、力．形变特性、形态的变化等实现其性能的改善或 能优异且易于成型加工等特点…，是一种用途极广的 获得新的功能，物理改性又可分为共混改性和填充改 通用热塑性塑料。在五大通用塑料中，PP发展历史虽 性两大类；化学改性是指通过嵌段共聚、接枝共聚、交 短，却是发展最快的一种，其产量与产能均以8％ 联或降解等化学反应，使高分子化合物具有更好的性 12％的年增长率递增，产量仅次于聚乙烯和聚氯乙稀 能或全新的性能。这种化学反应有的是在高分子化合 在树脂中居第三位 J，目前美国、西欧和 日本等国的生 物形成时进行，有的则是在已形成的高分子化合物主 产能力 占世界总生产能力的2／3。我国的PP工业近年 链上进行 ．9J，其中交联是实现此 目标比较有效的途径 来有了迅猛发展，预计到 2005年，生产能力可达 之一n。。。通常，塑料中的线型或轻度支化的聚合物转 4500t-3。尽管如此，由于国内PP树脂主要生产附加 化为三维网状 的体型结构的过程，称为塑料的交 值较低的产品，而高附加值产品的占有量相对较小，导 联u 。PP通过交联可以改善其形态稳定性、耐畸变 致其不能满足市场尤其是塑料制品业迅速增长的需 性，提高强度和耐热性以及熔体强度，缩减成型周期。 要。因此，PP改性技术已逐渐成为研究的热点，近 20 例如，硅烷交联PP与普通的PP相比，其耐热性提高了 年来，国内外许多科研单位和工程技术人员致力于通 30~C 50℃，拉伸强度、刚性显著增加，冲击强度提高 过共聚或共混来改善其低温性能，特别是低温冲击性 了1．5倍 5．0倍，耐蠕变性、耐油性、耐磨性和收缩率 能，已经获得了良好效果 J。 也大大改善。它可以与硅烷交联聚乙烯一样，广泛应 但 自80年代初以来，随着汽车工业的发展，对 PP 用于工业生产和 日常生活的各个领域u。 的高温性能 包括耐热性 、耐久性和耐药品性能 提出 为此，PP工业正调整产品结构，开拓新的应用领 了更高的要求。由于PP的热变形温度较低 1．86MPa 域，增加新型高性能PP的品种、牌号，开发以PP为基 负荷下仅为57℃一63~C ，因此在高温领域中的应用 体的合金材料 指通过将两种以上的高聚物进行共混 受到限制-6J。要提高 PP的高温性能，仅靠机械共混 改性，制得的兼有多种高聚物性能的混合物L13 ，即大 指聚合物与纳米量级的无机填料进行机械共混而得 力研发PP改性技术和改性PP产品，促使PP向高性能 到复合材料 的办法是难以达到的，目前国内外通常 工程塑料及功能材料方向发展。 采用的方法分为物理改性和化学改性两大类。物理改 性原则上是指在整个改性过程中不发生化学反应，仅 维普资讯 欧阳密，等 聚丙烯交联技术发展现状 氮化物交联； 5 离子交联。 1 PP交联技术的分类 2．1有机过氧化物化学交联 PP交联从机理上分为离子型与 自由基型两类；从 2．1．1交联机理 方法上可分为化学交联和辐射交联；从工艺上则分为 聚丙烯的有机过氧化物交联机理属于 自由基交 一 步法和多步法。 联反应机理n “】，或称为有机交联剂作用机理。在 PP 在等规PP中导入顺丁烯二酸酐、醋酸锌及醋酸钠 的交联反应中，有机过氧化物的主要功能是受热分解 等金属盐，经熔融混炼可形成离子型交联；PP的自由 为化学活性很高的自由基。这些 自由基夺取 PP分子 基交联，一般采用有机过氧化物及反应性单体的化学 中的氢原子，使 PP主链变为活性 自由基，由此产生PP 交联和电子辐射交联法，其共同点都是由外界能量使 的自由基并形成再结合的c—c键，两个这种大分子 部分聚合物分子产生大分子 自由基，两个 自由基相结 链 自由基相互结合就产生了交联。然而 PP受到过氧 合产生分子间交联u。 化物激发时的交联比聚乙烯复杂得多，其主要困难在 ． 化学交联是采用有机过氧化物、硅烷、叠氮化合物 于一 一键能较小，在热氧化作用下易分解产