耐老化改性PP
改性PP属于改性塑料中的一种,主要分为玻纤增强、填充、增韧、阻燃等方面的改性。由于PP是密度很小的材料,同样体积情况下重量轻,应用越来越广。尤其在我们的日常生活中经常能见到它的影子,配色也很丰富。然而我们也经常与遇到一些关于老化的情况,比如一些改性PP制品使用时间较长,或者在户外等长期阳光照射的环境中,老化的现象经常出现,这就必须提到我们今天要说的耐老化改性PP。
在一些低温室内环境下,改性PP不容易老化,但在紫外线、热、氧等外界因素的影响下会发生某些化学反应,主要表现为红外吸收光谱中出现羟基峰,随后生成过氧化物,断裂后形成游离基,进一步引起大分子链裂解、支化、交联,使改性PP失去高分子材料的特征,丧失部分使用价值。这些游离基会继续攻击主链上的其他碳原子,导致新的降解反应,还会伴随着游离基之间的藕合或交联,分子量下降速度有所减慢,但材料在宏观上会变脆。降解过程中产生的氧化结构会进一步提高对光引起降解的敏感性。
上面说的比较难理解,下面我们从宏观上解释一下,老化主要表现在粘度下降和熔体流动速率的增加,这意味着改性PP分子量变小,失去了粘稠度,与水无异,自然性能会大打折扣,甚至材料作废。在生活中可能会经常遇到塑料编织袋,在室外一两个月的时间就会逐渐变成粉末,无法再次使用,这就是关于改性PP典型的例子。
对于改性PP的耐热氧老化性能,许多人已经做了大量的研究,并且取得丰硕的成果。虽然它很*老化,但在其制造中都要加入少量的抗氧剂以保证不会很快老化,这种抗氧剂用量很少,只能保证其正常的储存、运输过程中不至于老化,用于室外使用的材料还需要加入防老化剂,在正常条件下,主要是防止热养老化和自由基老化。
经过我们行业*的实验结果来看,POE和成核剂对材料的老化性能均有影响,但影响不大,而酸钡能较大幅度提高老化性能。抗氧剂、光稳定剂对材料耐老化性能有很大提高,其中光稳定剂作用非常明显。
据国外媒体报道,对用碳黑或用受阻胺稳定化的PP降解作用和未稳定化的PP聚合物的降解作用进行比较,未稳定化的PP在户外暴露几个星期就变脆,而经稳定化的材料在较长的大气老化时间后仍保持很好的韧性。
衡水金轮塑业相信耐老化PP的发展定然会给我们的生活带来更多不一样的闪光点,我们周边的塑化程度会越来越强,更多耐候持久的改性PP材料即将降临。
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玻纤增强聚PP只有这个才是决定性能的关键因素
玻纤增强聚又叫玻纤增强PP,是一种通用性增强复合材料,拉伸强度、弹性模量等性能指标都非常的优越,更由于现在的生活和工业用品都越来越轻量化,越来越智能,加以改性塑料行业的兴起,它的应用越来越广泛,而且越来越专业化,以往的笨重类用品已经被淘汰。
当下,决定产品好坏的不仅仅是一两句广告语和几个围观群众的点评就能决定的,实验测试数据才是世界上美的语言,简简单单的一张纸就能够判定合格与否。
需要在性能上有一个大的突破的话,在相同原材料的情况下,有人说挤出机的温度调节重要,有人说挤出机的转速重要,还有说注射速率影响大。这些其实都只是调整性能的手段,我们终要改变的是微观下玻璃纤维在熔体内的分布和玻璃纤维的长度。
又回到了玻璃纤维这个话题上,前面我们很多的文章都着重讲到了这一点,玻纤增强改性是常见又不容易做好的那片区域。
首先我们要知道玻璃纤维对于聚性能的重要性,他们就像一段又一段的钢筋,为玻纤增强聚提供源源不断的力量输出,那么玻璃纤维的含量就成为了我们常用的判定玻纤增强聚强度大小的首要因素。经过我们检测发现,玻纤含量在33%的时候能够达到力学性能的高点,然后随着玻纤含量的进一步增多而*下滑。
下面的内容就“高大上”了,玻璃纤维与聚充分混炼,用通俗的话来讲就是混合均匀一些,在挤出机螺筒内经过螺杆一次又一次的转动,使玻璃纤维均匀地分布在匀速流动的熔体内。玻璃纤维的分布好的分布是杂乱无章,不会由于流体的流动而具有取向性。如果具有取向性的话,所有的玻纤都**同一个方向分布,虽然在分布方向上的力很大,但是垂直方向的力则小之又小,这种分布是差差的。
然后就是玻纤长度问题,玻璃纤维的平均长度越长在我们看来是好的,因为材料的拉伸性能都得到了突破,假设每根玻纤在一个颗粒中都是整根的,中间没有断裂,想要破坏这个颗粒的话就需要把所有的玻璃纤维同时折断才行,这就是我们常说的“筷子理论”。玻纤长度太小的话,就起不到我们前面所说的作用,假设玻纤终不是针状的,而是短的粉末状,成为了碎的玻纤,想要破坏这样的颗粒不用太大的力气就可以,因为那些小钢筋在折之前就已经断了,根本无法提供力学性能输出。
这基本上就能解释什么样的玻纤增强聚好了,前提是相同材料下,如果材料不同,出来的结果肯定不同。前面提到的温度、转速、注射速度都是在有意无意地在改变玻璃纤维的分布和长度来达到理想的状态。因为我们能做的也就是通过控制机器来调节,对于微观分布我们不可能直接拿着镊子和剪刀去解决问题……
河北玻纤增强聚厂家衡水金轮塑业:这才是玻纤增强聚PP决定性能的关键因素,了解这些就知道该怎么去进行下面的工作了,比如温度、转速、注射速度等的调节方式方法都可以迎刃而解了。
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聚是目前用量较大的通用塑料之一,但较高的结晶度也给PP造成低温韧性差、成型收缩率大和缺口敏感性大等缺点,在一定程度上限制了其更广泛的应用。共混改性是PP增韧的较有效途径。它是利用组份之间的相容性或反应共混的原理,将两种或两种以上的聚合物与助剂在一定温度下进行机械共混,较终形成一种宏观上均匀,微观上相分离的新材料。通过对PP的共混故性,可以使其综合性能大大提高,从而和工程塑料及聚合物合金在众多应用领域里竞争。
PP共混改性使用的主要共混物物及改性效果如下表:
PP
接下来就是干货满满的具体改性配方和工艺啦!
1、PP/LDPE共混改性
配方
树脂PP100;相容剂PE-g-MAH5;LDPE20;润滑剂HSt0.3;
加工工艺
将PP与PE、相容剂及助剂按配方比例混合、搅拌、挤出造粒,制成改性材料。挤出机料筒温度为:一段210℃,二段215℃,三段210℃;螺杆长径比为25:1;螺杆转速为120~160r/min。
性能
PP与PE共混,可改善PP的韧性,增大低温下落球冲击强度。按配方比例的共混材料的屈服应力13.6MPa;屈服应变率为12.3%,断裂应力为4.78MPa;断裂应变率为114.6%。
2、PP/HDPE共混改性
配方
树脂PP57.35;抗氧剂10760.2;HDPE40;PEPQ0.2;交联剂叔丁基过氧基0.15;加工助剂硬脂酸镁0.1;填充剂硅灰石2;
加工工艺
在常温常压下,将各组分按配方比例在高速混合机中混合10min,然后采用双螺杆挤出机进行熔融共混,挤出造粒。挤出温度150-220℃,螺杆转速为300r/min,经切粒、干燥工序制得PP/HDPE共混改性材料。
性能
拉伸强度34.8MPa,悬臂梁冲击强度49.3J/m。该材料表面消光效果良好,可用于包装、日用品和建筑材料等领域。
3、PP/LLDPE共混改性
配方
树脂PP(EPF30R)60-70;钛酸酯偶联剂(ND2-311)适量;LLDPE15-20;抗氧剂增韧剂POE(8150)5~10;光稳定剂适量;填充剂滑石粉(平均粒径12μm)10~15;
加工工艺
等高速混合机预热至110℃,加入一定量的无机填料,低速搅拌15min后,分三次加入填料质量分数为2%的偶联剂,每次加入偶联剂后,高速搅拌5min,然后放出填料备用。按配方比例准确称取PP、PE、POE、填料和其他助剂,混合后加入双螺杆挤出机料斗中,挤出造粒。
挤出温度190-220℃,主螺杆转速200r/min,喂料螺杆转速20r/min。粒料干燥后注塑成所需制品,注射温度190-210℃,注塑和保压压力Mpa,预塑压力6MPa。
性能
采用PP与LLDPE共混,可提高PP的韧性和耐环境应力开裂性,同时添加POE进行增韧,使共混料的韧性大幅度提高;用滑石粉进行增刚,保证材料有足够的刚性。其拉伸强度≥26MPa,断裂伸长率≥400%,弯曲弹性模量≥1.6GPa,热变形温度≥110℃,成型收缩率1.15%。本产品主要用作轻型汽车门内衬板材料。
4、**韧PP/POE共混改性
配方
树脂PP(K7726)329;PP(K8303)120;PP(2401)90;增韧剂POE(8150)256;抗氧剂10101.2;抗氧剂DLTP2.4;润滑剂ZnSt2.4;着色剂炭黑0.5;
加工工艺
首先将各组分按配方比例称重,放入高速混合机中低速搅拌1min,然后高速搅拌1min,出料,放入双螺杆挤出机中,混合挤出造粒。双螺杆挤出造粒采用中等偏强剪切的螺杆组合,各段温度为:靠前段180℃,*二段195℃,*三段210℃,*四段220℃,*五段235℃,机头230℃,螺杆转速350r/min
性能
拉伸强度17MPa;断裂伸长率500%;弯曲强度18MPa;弯曲弹性模量700MPa;悬臂梁缺口冲击强度(常温)750J/m,(-40℃)320J/m;热变形温度(1.82MPa)102℃。
5、PP/HDPE/POE共混改性
配方
共聚型PP(M1600)30;填充剂CaCO3(400目)20;均聚型PP(V30G)15;钛酸酯偶联剂0.2;HDPE(8920)20;20分散剂液体石蜡0.1;增韧剂POE15;
加工工艺
先将CaCO3在110℃下干燥4h,按配方比例加入高速混炼机中混合1min,然后加入钛酸酯偶联剂和分散剂低速混合3min,进行表面活化处理。活化处理的目的在于增加无机填料与树脂之间的混溶性。然后将PP、HDPE、POE及经表面活化处理的CaCO3混合搅拌均匀,混合搅拌温度为100~105℃,时间为5min。较后用φ58双螺杆挤出机共混挤出造粒。挤出温度210℃,螺杆转速140r/min。
性能
拉伸强度为18.5MP,断裂应变率为61%,缺口冲击强度32.0kJ/m2。PP的填充改性中滑石粉的增强效果好于CaCO3,但具有更高的塑性及韧性保持率。与EPDM相比,POE的增韧效果更好一些。
6、PP/HDPE/EPDM共混改性
配方
树脂PP100;增韧剂EPDM15%;HDPE20;润滑剂HSt0.4;
加工工艺
按配方比例将PP、HDPE、EPDM及润滑剂一起加入高速混炼机中,混合搅拌均匀,混合搅拌温度为100~105℃,时间为5min。然后用挤出机共混挤出造粒。挤出机长径比为25:1;料筒温度为一段170~175℃,二段180~190℃,三段200~210℃,四段210~220℃;螺杆转速60~100r/min。
性能
拉伸强度27.5MPa;弯曲强度34.2MPa;缺口冲击强度24.8KJ/m2。三元乙丙橡胶(EPDM)与PP具有相近的溶解度参数和表面张力值,可以认为二者具有一定相容性,共混时,起到较好的相容和增韧作用。
7、PP/HDPE/EVA共混改性
配方
树脂PP(粉料)100;EVA(VA含量18%)15;填充剂活性CaCO3(800目)30;HDPE(5000s)10;稳定剂BaSt0.3;润滑剂HSt0.5;
加工工艺
按配方配比将各物料依次加入高速混合机中,高速混合搅拌10min,料温达90~100℃,使活性CaCO3粉料、HDPE、EVA与PP粉料混合均匀即可出料。
将混合好的物料用φ45挤出机挤出,口模挤出料条经水槽冷却、空气冷却,再经牵引进入切粒机切粒。挤出机料筒为:加料段80-100℃,压缩段170~180℃,均化段180~190℃,口模温度190℃;螺杆转速60~120r/min。
性能
拉伸强度25.5MPa;弯曲强度38.9MPa;断裂伸长率255%;缺口冲击强度9.1kJ/m2;热变形温度(18.6MPa)59℃。EVA改性PP料冲击性能高、韧性好、光泽度高、成本低,在工程方面有广阔的应用前景。
8、PP/PS共混改性
配方
树脂PP100;PS10;相容剂SBS10;润滑剂HSt0.4;
加工工艺
将各组分按配方比例称重,放入高速混合机中混合搅拌均匀,出料,然后在挤出机中熔融共混挤出造粒。挤出温度170-230℃。
性能
屈服强度29.2MPa;断裂伸长率7%;弹性模量1432MPa;冲击强度27kJ/m2。
PP与PS是不相容体系,而SBS的加入,减小了分散相的尺寸,促使体系分散均匀,从而起到增韧兼相容作用。
9、PP/HIPS共混改性
配方
树脂PP51.8;成核剂0.1;HIPS18;二二羧酸0.1;填充剂滑石粉30;
加工工艺
将各组分按配方比例称量,放入高速混合机中混合搅拌均匀,出料,然后在双螺杆挤出机中熔融共混挤出造粒。挤出温度190一210℃,螺杆D/L≥32。
性能
该材料制备的汽车制件线性膨胀系数低,并且具有均向性,制件的尺寸稳定,装配间隙小,满足汽车在不同温度环境下使用。
10、PP/PA66共混改性
配方
树脂PP100;相容剂PP-g-MAH10;PA6620;助剂0.2;
加工工艺
把PP、PA及助剂在高速混合机中混合搅拌,然后挤出造粒。混合温度80-100℃,搅拌时间10min;挤出温度为200-245℃,螺杆转速60-120r/min
性能
PA66与PP共混,使共混材料在常温及低温下缺口冲击强度有较大提高,在掺入10%PP-g-MAH后,共混物的缺口冲击强度达到108.9J/m2;拉伸强度38.8MPa;弹性模量1710Mpa;断裂伸长率37%。
玻纤增强聚PP选哪家?当然是河北衡水金轮啦
玻纤增强聚又叫增强PP,是在纯PP的基础上添加玻璃纤维和其他助剂从而提高材料的适用范围,它的机械性能会得到飞跃式的提升,一般来说,大部分的玻纤增强材料多用在结构零件上,为整体构架支撑起举足轻重的作用。
玻璃纤维是耐高温材料,由于玻璃纤维的增加,玻纤增强聚耐温性提高,也就是说注塑时的温度也需要相应的提升,为了能够更好的塑化,我们的工程师要求尽量的把温度提升一些,使熔体在螺杆内和玻璃纤维、其他助剂融合的更充分,终制品的表面光泽也会更好一些。
玻璃纤维是一种随温度变化收缩很小的材质,在添加后,限制了高分子链间的相互移动,不会因为注塑成型后冷却工艺而发生大的变化,也就是我们所说的收缩率下降,对于制品要求尺寸严格的PP产品,玻纤增强聚是佳的选择。
玻璃纤维为玻纤增强聚贡献了很大的力学性能,不仅拉伸、弯曲强度,抗冲击强度也提升了很多,制品不会因为应力开裂,也不会因为扛不住压力而弯曲。
在注塑的时候需要注意的是由于玻璃纤维的添加,熔体的流动性降低了一些,所以需要较高的压力和温度。在使用之**定要进行烘干,纯PP是不吸水的,但是添加了玻璃纤维后,玻纤增强聚的吸水性增强,而且烘干温度不宜过高,因为聚的熔点165度左右,避免在烘干过程中软化。
选购的时候一般根据自己的制品要求来决定材料的种类,但是如果性能要求很高的话留只能选择35%左右玻纤含量的了,因为经过我们的测试发现,随着玻纤含量的增加,力学性能有明显的提高,但是玻纤含量大于35%的时候性能开始下降。
它的用途也非常的广泛,如家用电器、汽车、建筑、轻工等,典型的代表有汽车工业(比如挡泥板、通风管、风扇、内饰、仪表盘等)。
还有一个比较重要的问题不能忽视,那就是质量稳定性,从工艺上觉得在PP里面添加玻璃纤维就行了,很简单。其实这个工艺并不简单,要做出来并且能够持久稳定的提供合格产品并不容易,比如在生产过程中我们还会根据产品要求适当添加接枝、抗氧剂、润滑剂等,在添加的过程中还有很多严格的要求。如果你的供应商不稳定那么赶紧寻找一家有实力的,质量稳定说明一切,在不稳定的情况下谈什么都是没有用的。
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