低倍發(fā)泡母粒在聚丙烯中的應用研究

王恩月++江水青++徐培楠++劉文清++李茹

摘 要：研究低倍發(fā)泡聚丙烯材料與未發(fā)泡聚丙烯材料相比，具有輕量、高比強度、力學性能優(yōu)異、價格低廉等優(yōu)點，在包裝行業(yè)、建筑行業(yè)、家電、汽車及航空航天等領域有著廣泛的應用前景，成為繼PS、PE發(fā)泡材料之后21世紀最具潛力的新型發(fā)泡材料。該文選用低倍發(fā)泡母粒與聚丙烯樹脂混合后，采用注塑成型的方法制備發(fā)泡聚丙烯材料，并通過電子天平秤、電子簡支梁沖擊試驗機、拉伸性能測試儀等研究發(fā)泡聚丙烯材料力學性能。

關鍵詞：低倍 聚丙烯 發(fā)泡 力學性能

中圖分類號：TQ325.14 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（c）-0076-02

發(fā)泡劑就是使對象聚合物成孔的物質，它可分為化學發(fā)泡劑和物理發(fā)泡劑和表面活性劑三大類。普通發(fā)泡劑在加工泡沫塑料時存在分散性差，粉塵飛揚、計量不準等陷，因此，工業(yè)生產中常采用改性發(fā)泡劑來提高加工性能，即將發(fā)泡劑制成發(fā)泡母粒用于生產泡沫塑料制品，將聚合物基體、載體樹脂、發(fā)泡劑、分散劑、發(fā)泡助劑、加工助劑等配制成高濃度分散體，用雙螺桿擠出機加工成發(fā)泡毋粒。發(fā)泡母粒一般用于工程塑料、通用性塑料不僅簡化泡沫塑料制品生產工藝，而且具有許多優(yōu)點，如節(jié)省原料，減少對設備的磨損，提高生產效率，減輕制品質量、提高制品剛度和尺寸精度、防止縮孔與變形等。目前發(fā)泡母粒的廣泛使用，以推動泡沫塑料工業(yè)的迅速發(fā)展起了很大的作用。

1 實驗

1.1 主要原料及試劑

聚丙烯（PP）：PPH-ED-045-012-2，中國石化金陵石化公司產品。

填充料：青島海爾新材料有限公司。

發(fā)泡母粒：自制。

1.2 實驗設備

注塑機：SSF900-2寧波雙盛注塑機廠。

雙螺桿擠出機：SHJ-20南京杰恩特機電有限公司。

拉伸性能測試儀：深圳市瑞格爾儀器有限公司。

電子簡支梁沖擊試驗機：XJJD-50承德市金建檢測有限公司。

高速混合機：SHR張家港市華林機械廠。

電子天平秤：SPS401F西杰天平儀器有限公司。

1.3 發(fā)泡聚丙烯的配方與制備工藝

（1）制備發(fā)泡母粒。

（2）制備低倍發(fā)泡聚丙烯母粒。

制備低倍發(fā)泡聚丙烯材料工藝如圖1所示。

表2是加人不同量PP和發(fā)泡母粒（重量百分數）的12個配方，以PP總量為基數。

1.4 試樣的分析、觀察與性能檢測

用拉伸性能測試儀測試測試靜態(tài)物理力學性能并分析研究。

沖擊強度是在沖擊試驗機上進行，試樣規(guī)格120 mm×10 mm×15 mm斷裂截面尺寸為90。

2 性能分析

2.1 PP制品的力學性能

如圖2所示PP的力學性能有上下的波動，有可能是測試件在加工過程中溫度、壓力或分子鏈分布情況造成的，但從圖2中可以讀出上下波動不大、不形象對力學性能的評估和對比。

2.2 PP/發(fā)泡母粒共混體系的力學性能

聚合物發(fā)泡材料是以樹脂為基體而其內部具有無數氣泡的材料，可視為以氣體為填料的復合材料。發(fā)泡劑母粒用于通用塑料、工程塑料中具有減輕制品重量、提高制品剛度，防止縮孔與變形、提高制品尺寸精度等優(yōu)點。發(fā)泡聚丙烯（PP）具有良好的熱穩(wěn)定性，最高使用溫度可達130 ℃，優(yōu)異的耐應力開裂性及高溫尺寸穩(wěn)定性，較高的拉伸強度和沖擊強度以及優(yōu)異的微波適應性。

在PP進行發(fā)泡時，共混體系中的另外一相會影響PP的結晶形態(tài)和發(fā)泡劑在共混物中的溶解度和擴散性，進而獲得細密而均一的泡沫結構。

圖2為不同份數的發(fā)泡劑與PP力學性能的影響圖。在圖中隨著發(fā)泡劑份數的逐漸增加，共混體系的抗拉強度呈現(xiàn)先上升再將低的現(xiàn)象，當發(fā)泡劑的份數達到5份時，共混體系的抗拉強度高峰值，發(fā)泡母粒與PP共混后，拉伸過程中會產生銀紋，材料呈塑性變形，高分子鏈沿應力方向取向并吸收能量。

從圖2中可以看出共混體系的沖擊強度呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢。粒子在受到沖擊時會使樹脂產生銀紋化現(xiàn)象，消耗大量的沖擊功。粒子在樹脂中分散均勻，產生的銀紋較多，能夠吸收較大的沖擊能；反之，粒子容易團聚，材料的沖擊強度反而下降。

由圖3所示，PP與發(fā)泡母粒所得制品在力學性能上下波動趨勢不大，在一定的場合不會影響制品的正常的使用。圖中兩種制品的質量，波動趨勢相對于制品件的質量有很大的波動。

3 結語

低倍發(fā)泡母粒加入制品后，對其制品的力學性能并沒有多大的影響，反而使其重量下降，對一些高檔產品場合和特殊要求的場合具有非凡的意義，而據不完全統(tǒng)計在這些場合低倍發(fā)泡母粒的使用情況并不明顯，缺少對低倍發(fā)泡母粒的認識和重視，希望加大對發(fā)泡母粒的進一步研究和對市場的推廣。

參考文獻

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