一種玻纖增強聚丙烯方法與流程

2023-09-23 09:37:20

本發明屬於化工技術領域，具體涉及一種玻纖增強聚丙烯方法。

背景技術：

聚丙烯是一種產量高，用途廣泛的通用塑料。國產聚丙烯大部分為均聚物，這種結晶性聚合物一直被視為脆性材料，即使用玻纖增強也不能克服它的脆性，極大地限制了它的應用。近年來，國內外一些研究者採用不同方法對聚丙烯進行增韌改性，雖然使聚丙烯的韌性提高了，但卻降低了它的機械強度、硬度和熱變形溫度等性能。

技術實現要素：

本發明克服現有技術的不足，提出一種玻纖增強聚丙烯方法，所述方法通過選用合適的化學偶聯方法改善聚丙烯與玻纖的界面，從而提高了聚丙烯的機械強度，也改善了它的衝擊韌性，不僅使玻纖增強聚丙烯的常溫缺口衝擊強度提高2倍以上，而且還保留了玻纖增強聚丙烯高的機械強度、硬度及熱變形溫度，拓寬了玻纖增強聚丙烯的應用領域，收到了較好的經濟效益和社會效益。

本發明的技術方案為，一種玻纖增強聚丙烯方法，其步驟為：

1）選用聚丙烯粉料，重量百分比為整個重量的90%，選用SBS作為增韌改性劑，重量百分比為整個重量的10%，充分混合；

2）加入增韌改性劑後，利用單螺杆擠出機和注塑機進行混合加工，擠出彈性聚丙烯造粒；

3）選用HDPE作為增韌改性劑，重量百分比為整個重量的5%，上歩製造出的彈性聚丙烯造粒，重量百分比為整個重量的95%，利用單螺杆擠出機和注塑機進行混合加工，擠出玻纖增強聚丙烯。

玻纖增強聚丙烯的熱變形溫度為-40℃～120℃。

本發明具有如下有益效果：，

本發明通過選用合適的化學偶聯方法改善聚丙烯與玻纖的界面，從而提高了聚丙烯的機械強度，也改善了它的衝擊韌性，不僅使玻纖增強聚丙烯的常溫缺口衝擊強度提高2倍以上，而且還保留了玻纖增強聚丙烯高的機械強度、硬度及熱變形溫度，拓寬了玻纖增強聚丙烯的應用領域，收到了較好的經濟效益和社會效益。

具體實施方式：

本發明的製作步驟為：

1）選用聚丙烯粉料，重量百分比為整個重量的90%，選用SBS作為增韌改性劑，重量百分比為整個重量的10%，充分混合；

2）加入增韌改性劑後，利用單螺杆擠出機和注塑機進行混合加工，擠出彈性聚丙烯造粒；

3）選用HDPE作為增韌改性劑，重量百分比為整個重量的5%，上歩製造出的彈性聚丙烯造粒，重量百分比為整個重量的95%，利用單螺杆擠出機和注塑機進行混合加工，擠出玻纖增強聚丙烯。玻纖增強聚丙烯的熱變形溫度為-40℃～120℃。

由於SBS、HDPE的溶解度參數δ與聚丙烯PP相近，有一定的相容性，另一方面，SBS是一種熱性彈性體，是由苯乙烯（S）/丁二烯（B）/苯乙烯(S)組成的三元嵌段共聚物，它兼具橡膠和塑料的特性，其中PS段上的-CH2-CH2-結構與聚丙烯的結構類似，PB段的存在對聚丙烯具有「增容」作用，增加SBS與聚丙烯的界面互容，且PB段的Tg=-90℃，具有比EPR、聚丙烯、PE更優越的低溫性能，故SBS是聚丙烯的增韌改性劑。至於HDPE，它的分子結構與聚丙烯相似，對聚丙烯也有一定的增韌作用。

本發明製作出的玻纖增強聚丙烯ERPP的衝擊強度均有提高，其增韌效果依次是PP/SBS/HDPE/玻纖>PP/SBS/玻纖>PP/HDPE/玻纖。這主要是：1）由於SBS時一種非晶態結構，這種非晶微粒在熔融狀態和機械剪切下能隨機分散到PP球晶中或球晶之間，破壞PP晶體結構，通過這種破壞賀「滲透」作用，共混物形成以PP為連續相的「海—島」結構，PP與SBS界面形成互溶層，該互溶層能緩衝外力對PP剛性球晶的衝擊，達到增韌效果；2)HDPE與PP雖然溶解度參數δ相近，分子結構也相似，但它也是一種非極性的晶體結構，它可分散到PP中去，但兩種微粒的界面不能互滲，亦不能形成IPN結構，故增韌效果很有限。 HDPE的作用，PP/SBS/HDPE/玻纖共混體系中，HDPE作為補強增溶劑，它的溶解度參數與PP相近，比SBS更易分散到PP中，它的加入可使SBS的分散程度提高，從而使共混體系的界面具有更好的互容效果。形成更多的互容層，從而增大SBS對PP的增韌效果。