文章編號(hào):1005-360(2007)040080-04聚丙烯物理改性研究進(jìn)展Progress in the Research of Physical Modification ofPolypropylene曾舟華,李付亞2,傅和青2 Zeng Zhouhua, Li Fuya, Fu Heqing1.黃岡師范學(xué)院化學(xué)系,湖北黃岡4380002華南理工大學(xué)化工與能源學(xué)院,廣東廣州5106401. Department of Chemistry, Huangang Normal College, Huanggang 438000, china2. Chemical and Energy Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China介紹了聚丙烯的物理改性及其研究進(jìn)展,并指出PP填充改性、等高子體改性、助劑改性、共混改性強(qiáng)改性是未來(lái)發(fā)展的方向Abstract: Physical modification is a good method for PP to be modified, the present situation of PPtrend of PP modification are of using filler, plasma, additive, blend and reinforcement, etc, ntphysical modification and its importance are summarized, it pointed out that the develop聚丙烯;物理改性;進(jìn)展中圖分類號(hào):TQ32567文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:BKey words: Poplypropylene; Physical modification; ProgressPP是當(dāng)今最具發(fā)展前途的熱塑性高分子材2.1PP填充改性技術(shù)料之一,與其他通用熱塑性塑料相比,其屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、表面強(qiáng)度等力學(xué)性能均較優(yōu)異PP填充改性技術(shù)越來(lái)越受到關(guān)注?；厶钅蛻?yīng)力開(kāi)裂性和耐磨性突出,化學(xué)穩(wěn)定性好,成充PP分為兩類,一類是填充量為30%40%,對(duì)型加工容易,絕緣性和介電率良好,應(yīng)用范圍廣PP改性以后可提高熱變形溫度和柔曲模量;另一泛。此外,PP原料來(lái)源豐富,價(jià)格低廉,并且隨類是填充量為10%~20%,可提高PP的表面光潔著新型高效催化劑的出現(xiàn),生產(chǎn)工藝不斷簡(jiǎn)化度。采用活化滑石粉填充改性PP后提高了材料成型加工容易、可用注塑、擠出和中空成型等的剛性,克服了波輪的翹曲變形,同時(shí)加入了增多種方法高效率地成型各種制品,廣泛應(yīng)用于化:韌劑及滑石粉,使P球晶變小,尺寸穩(wěn)定性好。工、電器、汽車、建筑、包裝等行業(yè),并正向其Hattotuwa G.B等發(fā)現(xiàn)滑石粉改性PP,可提高其他熱塑性塑料、工程塑料及金屬等材料的應(yīng)用領(lǐng)楊氏模量、彈性模量和沖擊性能,增加牢固性、域擴(kuò)展減小收縮性。 M.Alonso等研究發(fā)現(xiàn)滑石粉對(duì)PP但是,由于P是非極性結(jié)品型聚合物,表面改性以后,由于滑石粉填料力學(xué)特性和平面結(jié)構(gòu)活性低,因此,難以進(jìn)行染色、表面印刷、涂裝:對(duì)PP的晶形排列有很大影響,稍微增加一點(diǎn)滑石和用膠黏劑黏接,也難以與其他聚合物或填料共粉的量,就會(huì)改變PP的晶形狀態(tài),PP的晶形改混,此外,PP的熔點(diǎn)較低、熱變形溫度低、耐蠕氵變是引起宏觀效應(yīng)的主要原因。在滑石粉中加入變性差、尺寸穩(wěn)定性不好及低溫脆性大等缺點(diǎn)限氵3%~5%的加工助劑,注射壓力降低30%,成型溫制了其進(jìn)一步推廣應(yīng)用。為此,必須對(duì)PP進(jìn)行改度降低20~30℃性。改性方法較多,主要包括化學(xué)改性法和物理碳酸鈣填充改性PP以后,剛性、黏度及耐熱改性法。本文主要綜述了PP的物理改性進(jìn)展。性得到提高,模塑產(chǎn)品韌性、模量得到提高熱變形溫度降低。 Zoltan Demjen等研究表明2PP物理改性碳中國(guó)煤化工淂到滿意效果,量CNMHG度等隨著碳酸鈣收稿日霜:20061294作者簡(jiǎn)介:曾舟華1960-),男,士,副教授,主要從事精細(xì)化工和節(jié)能等領(lǐng)域的研究通訊聯(lián)系人:傅和青電話020-87110949,Email:fuha@scut.edu.cn量的增加而降低;低于10%時(shí),不能明顯地提高PP纖維不含極性基團(tuán),與親水基團(tuán)結(jié)合困PP的力學(xué)性能,一般來(lái)說(shuō),碳酸鈣的填充量在:難,為了提高表面的浸潤(rùn)和黏附性,通常需要進(jìn)0%~40%時(shí)比較好。 BorlandⅤS"使用含有CaCO3:行表面活性處理,等離子體表面改性效果較好,填料改性PP,通過(guò)調(diào)整填料的含量可以對(duì)制品的有關(guān)等離子表面改性研究也較多。金郡潮等在性能加以控制,從而得到滿足性能要求的產(chǎn)品。固定條件下,改變氣氛(氧氣或氮?dú)?對(duì)P纖維B M Sole and A Bal等研究不同填料對(duì)PP改:薄膜進(jìn)行等離子體改性,發(fā)現(xiàn)空氣或氮?dú)獾入x子性的影響,發(fā)現(xiàn)滑石粉、BaSO、CaCO和草木灰體處理都能引入極性基團(tuán),形成新的表面結(jié)構(gòu),對(duì)PP的張力影響不一樣,總的趨勢(shì)是隨著填充材提高了聚合物表面活性,吸濕性、酸性和活性染料的增加,PP的張力逐漸減小。隨著填料質(zhì)量比料在PP纖維上的染色性以及纖維的著色性均得到和磨損粒子的大小增加,PP的磨損率也增加,在提高。另外,也能提高PP纖維的親水性,減小溫和磨損阻力下,滑石粉效果最好,各向異性的:其接觸角。氬是一種惰性氣體,在氬等離子體處滑石粉填料提高了PP的力學(xué)強(qiáng)度。理PP后,由于氬等離子體釋放UV光子有足夠的李蘭等利用硅灰石/EPDM對(duì)PP進(jìn)行填充改能量,可打開(kāi)C-C鍵和C—H鍵,從而形成自由性,通過(guò)掃描電鏡和沖擊試驗(yàn)等研究了該復(fù)合組基,自由基能夠重新組合,產(chǎn)生不飽和物或交聯(lián)分變化和形態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)其力學(xué)性能、特別是沖擊韌物,或改變PP的化學(xué)結(jié)構(gòu)使等離子體能更快進(jìn)入性的影響,硅灰石EPDM復(fù)合體系由于硅灰石的P的表面,增加了PP的表面反應(yīng)活性,使PP表加入導(dǎo)致了橡膠相粒子細(xì)化,平均粒徑變小,并:面具有更好的黏附性,適合于多種需要。另外形成部分橡膠包覆硅灰石的結(jié)構(gòu),改善了復(fù)合的氮、氧等離子體處理的PP能使P表面具有活性基材料力學(xué)性能,特別是沖擊強(qiáng)度團(tuán),易于接枝改性,也能提高其黏附性。采用李思良等用杉木粉填充改性PP,在填充改氮、氧、氬等離子體處理PP纖維表面也能提高PP性拉伸強(qiáng)度略有下降而其沖擊強(qiáng)度與彎曲強(qiáng)度有氵纖維的表面張力,氬的處理效果較好,氮和氧的一定程度提高的情況下,可有效地提高PP的斷裂處理效果較差1。伸長(zhǎng)率;張國(guó)立等。研究木粉改性PP時(shí)發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)等離子體表面改性法是一種新型改性方法徑比大的木粉除起到填充作用外,還可提高PP:其效果好,它的活性分子對(duì)PP改性已獲得滿意的的力學(xué)性能、拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度;木粉的加熱結(jié)果,P在等離子體作用下,形成大量自由基,除濕除氣預(yù)處理有利于改善材料的加工性能及提從而提高了它的活性。該方法應(yīng)用于PP纖維改高材料力學(xué)性能;合理的分散活性劑有利于共混性,提高了改性材料的活性和染色性物的擠出和加工,而對(duì)力學(xué)性能無(wú)影響;研究發(fā)現(xiàn),高分?jǐn)?shù)的木粉填充P再生料需要設(shè)備具有較23助劑改性高的功率,同時(shí)對(duì)模具有特殊要求。江濤等研究發(fā)現(xiàn):絹英粉填充改性PP時(shí),1助劑改性PP使其具有多種新性能。B晶型500目的增韌效果較好,微波輻照處理可提高P:PP有獨(dú)特的增韌效果,因而得到廣泛應(yīng)用∽。竇基體與絹英粉間的界面黏接,絹英粉可顯著提高:強(qiáng)等采用0.25%β晶型成核劑改性PP纖維,加PP的耐紫外老化性能入成核劑改性后,生成改性的β晶型PP纖維,降炭黑是由大量微晶組成,微晶處于中心,呈低了PP的分子量及其分布,提高了PP纖維的可球形或團(tuán)狀球形,并且或多或少形成向空間延伸紡性,其沖擊性能大幅度提高。采用過(guò)氧化物降的鏈。 M Mucha等認(rèn)為當(dāng)PP采用10%-20%的炭溫母粒改性PP纖維町,添加B晶型成核劑母粒和黑改性時(shí)就會(huì)導(dǎo)電。當(dāng)炭黑的量不超過(guò)20%時(shí),不相容樹(shù)脂共混紡絲,得到多孔結(jié)構(gòu)的改性PP纖可使PP力學(xué)性能增強(qiáng)。炭黑填料使PP的結(jié)晶速率維,提高了纖維吸附過(guò)濾性能,纖維的強(qiáng)度和伸發(fā)生快速變化,導(dǎo)致熱力學(xué)特性如熔融溫度、超長(zhǎng)率降低,有利于濾棒成型。采用吸附劑水溶液分子晶形結(jié)構(gòu)發(fā)生變化從而引起力學(xué)性能和導(dǎo)電噴淋改性PP絲束,能有效降低煙氣中醛類和焦油性能發(fā)生變化。類有害物含量,辛辣口感降低。硅灰石為針狀結(jié)構(gòu),具有一定的活性,在填抗靜電劑在纖維方面已得到應(yīng)用。美國(guó)充PP中起異相成核作用,使PP在較高溫度下成 Witco公司生產(chǎn)的 Markstart-AL-26的季銨鹽類抗核,結(jié)晶過(guò)程縮短,結(jié)晶速率加快,晶粒變小靜電劑,具有良好的抗靜電性能。 Hoechst公分布變窄,結(jié)晶度增加。而且硅灰石有成核活性司開(kāi)發(fā)的一種粒狀抗脂肪族陰離子磺酸鹽類靜位置。硅灰石填充PP大大提高了材料模量,缺口電劑,用于改性能改善PP纖維的流動(dòng)性、色料沖擊性得到改善,但強(qiáng)度有下降的趨勢(shì)叫。分散性突性,D6er2公司生產(chǎn)的中國(guó)煤化工多種樹(shù)脂,改性22等離子體表面改性后的YHCNMHG。郭群等研究了復(fù)自俘到共混紡絲,其熔體流變性好,紡絲體積電阻率高,加入的添加:粒對(duì)PP纖維改性,得到具有芳香氣味的PP超細(xì)纖劑促進(jìn)了硬脂酸甘油酯向纖維表面遷移,從而使維。 Gupto V E等將紡前著色的抗菌細(xì)旦丙綸PP纖維的抗靜電性得到提高。董秀潔2等將抗靜經(jīng)紗和100%真絲緯紗交織,制成了改性PP纖維電劑和阻燃劑添加到PP纖維中,其抗靜電性和阻:具有可使織物在強(qiáng)季風(fēng)地區(qū)滿足防腐、防霉的要燃性均得到提高。求,還可賦予織物強(qiáng)度和可洗性,而不損失織物將抗菌劑與PP共混紡絲124,制得PP纖維的懸垂性,其光澤性、柔軟性以及手感性都好能改善其耐久抗菌性?？咕鷦?Microban改性PP纖苗盛等以遠(yuǎn)紅外PP廢料為原料,制成再生遠(yuǎn)紅維,能改善其耐洗滌性,利用陶瓷物質(zhì)的抗菌功外丙綸短纖維,其熔體流動(dòng)性能、拉伸性以及紡改性PP纖維,得到的改性PP纖維有很好的抗菌絲耐高溫性能均得到提高。賀燕等將聚乙烯與性能。在切片中加入有遠(yuǎn)紅外輻射特征的陶瓷PP共混能改變卷繞絲中PP纖維結(jié)構(gòu),使PP纖維的微粒改性PP纖維,制得的遠(yuǎn)紅外纖維具有保健功:卷絲斷裂伸長(zhǎng)率和拉伸性能均得到改善效,而加入高密度的陶瓷微粒,還可改善織物的共混改性法綜合了聚合物多種材料的優(yōu)點(diǎn)懸垂性能。將混有高濃度微細(xì)銅粉的PP和具有氵是一種較好的途徑。通過(guò)共混,人們已獲得了許高濃度羥基的聚合物與聚酯混合,制成皮芯結(jié)構(gòu)氵多性能突出的改性聚合物材料,由于大分子有不的改性PP纖維,具有消臭和抗菌性能,而含羥基:同于小分子的特殊分子結(jié)構(gòu),使得共混體系具有的PP纖維除消臭外,還可兼作熱熔性黏合劑,制特殊的相態(tài)結(jié)構(gòu),從而帶來(lái)共混高聚物很多特殊成抗菌性無(wú)紡布。用銅粉作抗菌劑改性PP纖維制性能。此方法大大拓寬了PP纖維的應(yīng)用領(lǐng)域。備線密度較大的漁網(wǎng)紗,能防止海藻的黏附酸性可染PP纖維是堿性添加劑與PP共混紡絲25增強(qiáng)改性而成。馬敬紅等采用一種堿性聚酚胺改性PP纖維,經(jīng)共混紡絲制成酸性可染PP纖維,其染色用無(wú)堿玻璃纖維對(duì)PP進(jìn)行的增強(qiáng)改性。性能好,且色澤鮮艷,其吸濕性及抗靜電性能有氧化硅含量多,則化學(xué)穩(wěn)定性高;堿金屬氧化物所改善,能夠滿足良好的紡絲性能需要。關(guān)宇光多,則化學(xué)穩(wěn)定性降低,在玻璃纖維中,增加朗等采用驅(qū)蚊劑、抗氧劑以及分子量調(diào)節(jié)劑制成:SiO2或Al2O含量,或加入ZrO2或TO2都可以提高的驅(qū)蚊母粒,然后將其對(duì)PP纖維改性得到驅(qū)蚊PP其耐酸性。在玻璃纖維的中增加SiO2含量,或加纖維,該纖維對(duì)人體安全,無(wú)副作用。另外,阻CaO,ZrO2,TiO2及ZnO,則可提高其耐堿性。燃劑改性的PP纖維具有阻燃性能。在玻璃纖維中加入Al2O3、ZrO2,TiO2等氧化物,助劑改性PP纖維,提高了PP的活性,同時(shí)使則可以大大提高其耐水性能。PP纖維具有許多新的性能,改性后的產(chǎn)品不僅具有優(yōu)良的可染性,還具有抗菌性、驅(qū)蚊性、可紡性和環(huán)保性等。3結(jié)束語(yǔ)24共混改性目前,盡管我國(guó)對(duì)PP物理改性進(jìn)行率一定的研究,但與國(guó)外相比還存在一定差距,因加強(qiáng)PP聚合物共混改性改性PP纖維的方法很多物理改性的研究,以提高PP產(chǎn)品質(zhì)量、擴(kuò)大PP的3。湯俊宏等[3通過(guò)加入第二組分與等規(guī)P樹(shù)應(yīng)用領(lǐng)域是必要的。PP填充改性技術(shù)、等離子體脂共混紡絲,制得改性PP纖維,分散染料和陽(yáng)離表面改性、助劑改性、共混改性、增強(qiáng)改性這些子染料可染性良好,染色均勻,色牢度好,能滿氵新型物理改性方法將是未來(lái)PP改性的發(fā)展趨勢(shì)。足紡織加工和服裝面料的要求。畢海峰國(guó)采用無(wú)機(jī)粒子EM共混改性PP纖維,該纖維具有電磁屏蔽效果。鐘啟清等采用抗靜電劑PSUE共混改性參考文獻(xiàn)PP纖維,改善了PP纖維熔體流動(dòng)性能,使共混體系具有良好的可紡性。王艷忠等圓采用熔融紡絲[1]Hattotuwa G, Premalal, H. Comparison of the MechanicalProperities of Rice Husk Powder Filled Polypropylene法加入熒光粉,對(duì)PP纖維進(jìn)行改性,制得的PP纖Composites with Talc Filled Polypropylene Composites[J]維具有持久的熒光特性和熒光防偽性。馮麗采Polymer Testing, 2002, 21(8): 833-839用添加陶瓷粉改性PP纖維,得到遠(yuǎn)紅外纖維,該[2]Alonso M, Gonzalez A Morphology and Tensile PropertiesCompression-moulded Talc-filled Polypropyle纖維具有蓄熱保溫性能和保健功效。 Alishvcal等Plastic, Rubber and Composites[J]. Processing and用MAH接枝聚丙稀與PP共混,改善了P的流動(dòng)cations.1995.24t131-137性,降低了該共混物的熔體黏度及出口脹大比中國(guó)煤化工 eraction in03 Composites[C]楊慶等將一定比例的復(fù)配香料與載體分散劑以CN MHG3-329及特殊添加劑混合均勻,采用共混方法加入香母416 oran v S. rolyenne taining in Apparel Fashion[J].Am's[24]張瑜,江建明,張玉梅PP纖維的抗菌改性[J]合成技術(shù)及應(yīng)[5] Sole B, Ball A On the Abrasive Wear Behavior of Mineral用,1995,10(2)21-2Filled Polypropylene[J]. Elsevier Science, 1996, 29(6)[25] Horrocks A R. Polypropylene in Geotexitilesstrenths andeaknesses J]. Nonwovens Report International, 19976李蘭,朱曉光,王德喜PP/硅灰石/EPDM體系形態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)沖擊韌性的影響J工程塑料應(yīng)用,1995,23(5)31-356] Tomka J. Polypropylene-the World s Strongest Fibre[J]李思良,曾湘云,劉希凡木粉填充PP的力學(xué)性能[J]中國(guó)塑Texitile Month 1996, 1: 40-44料,1998,12(7):33-36[27] Akman J, Kaplanova M. The Coloration of Poypropylene8]張國(guó)立,苑志偉,劉玉春木粉高填充改性PP再生料的研究Fibers with Acid Dyes[J]. JSDC, 1995, 11(1): 159-163[]中國(guó)塑料,2000,14(9)58-618]馬敬紅,梁伯潤(rùn),許赤峰酸性可染PP短纖維性能研究J合9江濤,李海鵬,梁紅艷絹英粉填充改性PP的研究]現(xiàn)代化成纖維工業(yè),2000,23(2):30-322000,20(5)39-4129關(guān)宇光,郭永林,錢英驅(qū)蚊丙綸長(zhǎng)絲的研制J]金山油化[10]Mucha M, Marszarek J Crystallization of Isotactic纖,2003(1):7-10Polypropylene Cntaining Carbon Black as Filler[J][30] Akrman J, Prikfyl J, Dyeing Behavior of PolypPolymer,2000,41(11)4137-4142Blend Fiber(J]. Journal of Applied Polymer Sciennone11朱靜安,鞠勛疆硅灰石填充改性P結(jié)晶行為形態(tài)結(jié)構(gòu)及性996,62(1)235-2能J]大連理工大學(xué)學(xué)報(bào),1997,37(4):405-4131] Min K, White J L, Fellers J F Development of Phase12]僉郡潮,戴瑾瑾,陸望丙綸薄膜等離子體表面改性處理的Morphology in Incompatible Polymer Blends During Mixing研究印染,2000411-13and its Variation in Extrusion[J]. Polymer Engineering and[13] Mihaela P, Cornelia V, Mariana G. Modification of PolymerScience,1984,21(17):1327-1336.Blend Properties by Argon Plasma/electron Beam Treatment[32]Miautani Y, Nago S Dyeable Polyproylene Fiber[J] JournalSurface Properties J). Materials Chemistry and Physics, 2003of Applied Polymer Science, 1997, 63(1): 133-13533]湯俊宏,宋安泰,林福?？扇拘蚉纖維的研究J]合成纖維[14] Vallon S, Drevillon B, Poncin F In Situ SpectroellipsometryStudy of the Crosslinking of Polypropylene by an Argon34畢海峰,張玉梅,王化平EM改性P纖維的電屏蔽性能研究Plasma[J] Applied Surface Science, 1997, 108: 177紡織學(xué)報(bào),2001,22(6):363-3695] Dayss E, Leps G, Meinhardt J. Surface Modification for35]鐘啟清,謝新光抗靜電PP纖維的研究,ⅡPP-PSUE共混體系的流變行為[小合成纖維工業(yè),1998,214):16-18Surface& Coating technology, 1999, 117: 986-99036]王艷忠,黃素萍,龔靜華熒光防偽PP纖維的制備及其特性[16]Chu F, Yu T, Kimura Y Crystal Trar研究[J合成纖維,201,30(5)28-30Microspore Formation During Uniaxial Drawing of B-form37]馮麗采用DSC方法研究添加陶瓷粉對(duì)PP結(jié)晶的影響J紡織Polypropylene Film[J]. Polymer, 1995, 36(13): 2 523-2 530科學(xué)研究,200041217]竇強(qiáng),王斌β晶型成核劑改性PP纖維研究[J]合成纖維工[38]Alishvcal MelRheological Property of PolypropyleneMaleated PP[J] Journal of AppliedPolymer Science[18]竇強(qiáng),王斌煙用改性PP過(guò)濾絲屬的研制[]合成纖維1999,71(10):1641-16482002,31(5)21-2439]楊慶,沈新元熔噴P芳香非織造布的開(kāi)發(fā)J]產(chǎn)業(yè)用紡織[19]Suzuki. Antistanic Agent for Synthetic Polymer Materials品,2001(4)15-18and Method of Application Thereof [P]. US 6 225 386. 2001[40] Gupto V B Process and Properties of Yarns Made From[20] Anderson. Antistanic Agent for Polyacetal Resins [P]. USPolypropylene Containing Small Amounts of Polystyrene[J]5348995.1994Joumal of Applied Polymer Science, 1996, 60(11). 1951-1 96321] Rohrmann Polypropylene Molding Composition Containing:[411苗盛,霍英再生遠(yuǎn)紅外丙綸生產(chǎn)工藝探討合成纖維工an Antistactic Agent andHaving Low-fogging Properties業(yè),2003,26(3)46-47PJUs5756567.1998[42]賀燕,張輝平,徐端夫PEPP共混物卷絲微現(xiàn)結(jié)構(gòu)的研究郭群,施英德高速紡抗靜電PP細(xì)旦長(zhǎng)絲的研制J合成纖維]合成纖維工業(yè),2003,26(2:6-8工業(yè),200023(1):51[43]姜亮菜佑星PP物理改性探討]包裝工程,2002董秀潔抗靜電阻燃材料ABS、PP、PE的研究與開(kāi)發(fā)印3(5)6-7染助劑,2002,19(1)48行業(yè)動(dòng)態(tài)中原油田丙烷酸合成技術(shù)取得重大突破中原油田重點(diǎn)前沿科學(xué)硏究?jī)?chǔ)備項(xiàng)目丙烷選擇氧化制丙烯酸技術(shù),在最關(guān)鍵的催化劑選用和活化方法、活化工藝參數(shù)控制條件上前不久取得重大突破,提高了丙烷轉(zhuǎn)化率,使丙烯酸選擇性超過(guò)60%。中原油田丙烷酸合成技術(shù)項(xiàng)目的研制成功,每年將使中原油田天然氣處理廠的約3萬(wàn)噸丙烷得到深加工,成為企業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)亮點(diǎn)丙烯酸是重要的不飽和有機(jī)酸,廣泛用于涂料、皮革、中國(guó)煤化工用于生產(chǎn)聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸季鹽及其共聚物等產(chǎn)品.CNMHG沈鎮(zhèn)平