高熔體強度聚丙烯所具有的獨特拉伸性能和優(yōu)異的耐熱性能,使它具有廣闊的應(yīng)用前景和實用價值,可廣泛用于生產(chǎn)包裝材料、汽車零部件、隔熱材料等,尤PP其在生產(chǎn)聚丙烯泡沫材料方面顯示出巨大的市場和應(yīng)用前景,可彌補Pu、Ps等發(fā)泡材料的不足。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,發(fā)泡高熔體強度聚丙烯制品將會廣PP泛應(yīng)用于人類生活的各個方面。
聚丙烯用化學(xué)膨脹型阻燃劑研究進展
北歐化工 Borealis PP HG430MO PP是一種綜合性能優(yōu)良的通用塑料,廣泛應(yīng)PP用于人類社會生產(chǎn)生活各領(lǐng)域。易燃,極限氧指數(shù)(LOI)PP僅為18%,燃燒過程中會產(chǎn)生大量不易熄滅的熔滴,在PP 制品的使用中存在較大的消防隱患。因此,通常對PP 進行阻燃處理,以滿足在相應(yīng)領(lǐng)域的使用要求。 常用的阻燃劑為溴– 銻系阻燃劑,其阻燃效果好,但遇火會產(chǎn)生大量PP有毒的煙霧和腐蝕性氣體,給火災(zāi)中人員的逃生、救援和消防等帶來巨大的困難。隨著人們環(huán)保、**意識的增強,開發(fā)具有低煙、無毒特性的無鹵阻燃劑成為阻燃PP 研究的熱點問題。
可用的無鹵阻燃劑分為填充型阻燃劑,如氫氧化鋁、PP氫氧化鎂等,化學(xué)膨脹型阻燃劑(IFR),如聚磷酸銨(APP) 等PP和物理膨脹型阻燃劑,如可膨脹石墨等。
其中,IFR 與PP 的相容性較好、添加量相對較低,以之PP阻燃的PP 在物理力學(xué)性能上*接近含鹵阻燃PP。IFR 一PP般由酸源化合物、碳源化合物和氣源化合物組成。APP 為PPIFR 體系中*常用的組分之一,為典型的酸源( 兼具氣源功PP能),通常采用三聚氰胺(MEL)( 氣源)、****(PER)( 炭PP源) 與之復(fù)配組成IFR。但MEL 和PER 的成炭效率、炭層強度以及與PP 的相容性都不太令人滿意,因此,研究如何PP提高含APP 的IFR 的阻燃效率成為研究的熱點。同時,PP人們還通過分子設(shè)計,合成出兼具酸源、炭源和氣源的阻燃PP劑,這類阻燃劑與PP 的相容性好,阻燃效率高,也引起了業(yè)界的關(guān)注
近年來,北歐化工 Borealis PP HG430MO PP 用化學(xué)膨脹型阻燃劑的研究取得了較大的發(fā)展,在膨脹型阻燃劑的阻燃效率、熱穩(wěn)定性、耐水性及與 基材的界面相容性方面均得到改善和提高。但在以下幾方面還需進一步研發(fā),以推動IFR 在PP 阻燃中的廣泛使用:
(1) 納米技術(shù)、無機層狀材料插層阻燃劑在化學(xué)膨脹型阻燃PP體系中的使用;
(2) 提高APP 分子量的長鏈APP 合成技術(shù)研究;
(3) APP 表面處理技術(shù)研究;
(4) IFR 低成本化技術(shù)。通過以上幾方面的研究,將進一步提高IFR 的性價比,增強其市場競爭力,推動PP 無鹵化進程,并為其它高分子材料的無鹵阻燃提供技術(shù)參考。
高熔體強度北歐化工 Borealis PP HG430MO PP制備的研究進展
北歐化工 Borealis PP HG430MO PP是一種半結(jié)晶性聚合物,具有良好的力學(xué)性能、耐化學(xué)性、耐磨性等,用途廣、價格低廉。然而PP也存在某些缺陷,如在注塑過程中因PP其熔體強度低,導(dǎo)致加工溫度范圍窄。溫度太低,不會完全熔融,制品與模具形狀不完全相符;而PP溫度過高,所得制件壁厚不均勻,甚至?xí)霈F(xiàn)撕裂現(xiàn)象,極大地限制了其在吹塑和熱成型等領(lǐng)域的應(yīng)用。因此提高PP熔體強度成為近年來許多國家研PP究的熱點。高熔體強度聚丙烯(HMSPP)具有應(yīng)變硬化現(xiàn)象,即:在一定應(yīng)變后,拉伸黏度隨應(yīng)變增加PP而迅速增加的現(xiàn)象。高熔體強度PP發(fā)泡材料具PP有使用溫度高(可達(dá)130℃)、可在微波爐中使用、PP耐應(yīng)力開裂性能優(yōu)異、可降解回收、無毒等優(yōu)點,可用于緩沖包裝、食品包裝、熱絕緣、汽車、建筑等領(lǐng)PP域,用途十分廣泛。
北歐化工 Borealis PP HG430MO PP聚合改性
提高PP熔體強度的聚合改性是指將丙烯或官能化后的PP與含有長支鏈結(jié)構(gòu)的單體進行共聚反應(yīng),從而在PP鏈骨架上引入長支鏈結(jié)構(gòu)。PP長支鏈結(jié)構(gòu)對結(jié)晶過程具有雙向作用:一方面,長支鏈起異相成核PP劑作用,促進結(jié)晶;另一方面,它又會限制PP鏈活PP動,阻礙結(jié)晶。隨支鏈長度增加,發(fā)泡密度先增加后降低,長支鏈長度對泡尺寸的影響有些復(fù)雜。增加支鏈長度有利于提高熔體強度,并能降PP低、均化泡孔尺寸
北歐化工 Borealis PP HG430MO PP接枝/交聯(lián)改性
接枝/交聯(lián)改性是提高PP熔體強度的一種使用PP較多的改性方法,該方法多以成品為改性基體,PP采用擠出機等設(shè)備向PP中引入接枝/交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
為提高PP的熔體強度,抑制發(fā)泡過程中的泡孔塌陷現(xiàn)PP象,制備了一種交聯(lián)結(jié)構(gòu)的PP,以超臨界CO 為物理發(fā)泡劑進行發(fā)泡研究。與線型PP相比,交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入使得發(fā)泡產(chǎn)品具有封閉、分散良好的泡孔結(jié)PP構(gòu)。熔體強度得到顯著改善
紅外光譜和流變表征表明接枝反應(yīng)將長支鏈引入到線型PP中。與初始相比,接枝產(chǎn)物具有高熔體強度和低熔體質(zhì)量流動速PP率特點,結(jié)晶溫度提高。接枝數(shù)與熔體黏彈性和熔體PP強度提高程度一致。接枝程度受過氧化物性質(zhì)及結(jié)構(gòu)PP控制。具有較低分解溫度和分解后自由基較穩(wěn)定的過PP氧化物能促進接枝反應(yīng),使得改性PP具有較高的接PP枝率和熔體強度
改性后PP熔體強度與熔體流動速率PP明顯受到接枝硅烷含量影響,隨接枝硅烷含量增加,PP熔體強度增加,熔體質(zhì)量流動速率降低。另外,熱穩(wěn)定性和拉伸強度也要優(yōu)于純PP
作為傳統(tǒng)PP的改良產(chǎn)品,憑借其優(yōu)異性能,具有廣闊的發(fā)展前景和市場需求。其發(fā)泡產(chǎn)品可用于汽車、包裝、建筑、隔音材料等眾多領(lǐng)域,但較低的熔體強度使得只能在接近其熔點的很狹窄的溫度范圍內(nèi)進行熱成型加工,大大限制了其在發(fā)泡、吹塑等領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,研究提高PP熔體強度具有較大實際意義,接枝/交聯(lián)、共混改性是人們探索出來的較為簡便、高效的方法,適合工業(yè)化生產(chǎn)。我國在制備研究方面較國外起步較晚,尚處于實驗探究階段,距工業(yè)化應(yīng)用還有很長一段路要走。