眾所周知,作為大宗的通用塑料品種,聚丙稀(PP)在汽車保險杠、內外飾(門板、儀表臺等),家電殼體、生活用品應用廣泛,我國PP年產量甚至超過了PE(聚乙烯)。但PP存在低溫韌性差和缺口敏感性大的缺點,因此,為了改善PP性能上的不足,增韌改性是一種有效的途徑。
目前,POE是大家常用的增韌劑;但目前市場上的POE均存在單一牌號無法兼顧高增韌和高流動性的問題:追求POE韌性則要犧牲流動性;強調流動性,則要降低對韌性的要求,單一牌號POE無法兼顧韌性和流動性。另外,POE增韌PP很多時候彎曲和拉伸性能表現欠佳,如表1數據所示。
表1:不同增韌劑對PP+40%滑石粉的影響
配方 | 空白樣A | A+20%POE X | A+20%POE XX | A+20%CYD-6100 |
熔指(g/10min 230℃2.16Kg) | 3.6 | 7.708 | 2.706 | 5.726 |
懸臂梁缺口沖擊強度/kj/m2(23℃) | 2.450 | 8.299 | 31.392 | 37.307 |
懸臂梁缺口沖擊強度/kj/m2(-20℃) | 4.996 | 12.426 | 17.322 | |
拉伸強度/MPa | 24.04 | 15.65 | 16.06 | 16.29 |
斷裂伸長率/% | 20.80 | 97.07 | 221.25 | 404.08 |
彎曲模量/MPa | 3296.90 | 1062.4 | 1315.3 | 1672.7 |
彎曲強度/MPa | 42.97 | 18.82 | 21.29 | 22.22 |
注:空白樣A為PP+40%滑石粉,PP為熔指9-12 g/10min (230℃,2.16Kg)左右的均聚PP ;滑石粉為遼寧海城1250目產品;POE為市場上主流的進口產品。
威海晨源分子新材料有限公司(晨源/CYD)開發了一系列獨創的樹枝狀結構且具有分散功能的樹枝狀增韌劑:勻韌牌CYD-6000系列產品,如表1所示,相對于不同牌號POE:
1、CYD-6100對體系的流動性有一定提升;
2、CYD-6100對體系的抗沖擊性能提升30-349%;
3、CYD-6100對體系的彎曲模量提升26-57%。
那么問題來了,勻韌牌樹枝狀增韌劑產品到底是什么?它的作用機理是怎樣的?
一、 勻韌牌樹枝狀增韌劑產品是什么材料?其作用機理分析
勻韌牌樹枝狀增韌劑是一種樹枝狀聚烯烴彈性體,它具有一定的分支結構,因此具備其他聚合物沒有的特性。
圖:線性聚合物A和樹枝狀聚合物B
"為何樹枝狀增韌劑既能提高PP韌性,又能提高其流動性?";
1、樹枝狀增韌劑產品中具有柔性的聚烯烴長鏈段,在分子鏈間起到一種聯結、緩沖的作用;
2、樹枝狀增韌劑表面大量的柔性長鏈段的官能團,在體系中通過分子相互作用更容易形成空間三維網狀結構;
3、樹枝狀增韌劑呈空間球形結構,具有更小的流體力學半徑,表現出顯著的低熔體粘度特性,可大大改善PP等聚烯烴材料的熔體流動性。
圖:樹枝狀增韌劑增韌PP原理
對比傳統POE,樹枝狀增韌劑分散性更好,部分配方剛性大幅度提升,如下表2,彎曲模量最高可提升70%,拉伸強度提升10%以上。
表2: 50%K9026+12.5%F3-045+30%滑石粉+12%增韌劑
空白樣B | B+12%POE # | B+12%POE ## | B+12%CYD-6100 | |
熔指(g/10min 230℃2.16Kg) | 10.515 | 6.316 | 8.188 | 10.742 |
懸臂梁缺口沖擊強度/kj/m2(23℃) | 2.843 | 16.394 | 13.841 | 28.347 |
懸臂梁缺口沖擊強度/kj/m2(-20℃) | 6.778 | 5.669 | 6.769 | |
拉伸強度/MPa | 22.50 | 15. 57 | 16.72 | 16.95 |
斷裂伸長率/% | 57.76 | 102.04 | 105.11 | 107.66 |
彎曲模量/MPa | 2046.21 | 1005.5 | 924.07 | 1605.7 |
彎曲強度/MPa | 35.93 | 20.32 | 19.62 | 24.97 |
注:空白樣B為50%K9026+12.5%F3-045+30%滑石粉;K9026為燕山石化共聚PP,熔指26-30g/10min (230℃,2.16Kg);F3-045為茂名石化均聚PP,熔指2.2-4g/10min(230℃,2.16Kg)?;蹫檫|寧海城1250目產品;POE為市場上主流的進口產品。
二 、勻韌牌樹枝狀增韌劑在PP、PE等產品中的應用
1.PP制品(CYD-6100/6300),如汽車保險杠、內外飾(門板、儀表臺等),家電殼體、生活用品(垃圾桶等)。
圖:汽車保險杠(上)和儀表臺
2.PE拉絲草坪(CYD-6200)。
圖:PE拉絲草坪
關于晨源分子(CYD)
1、亞洲首家實現工業化生產樹枝狀聚合物材料的企業,樹枝狀聚合物領域唯一院士工作站;
2、產品引領新材料行業的變革,對比傳統材料,性能提升30%以上,提高核心競爭力;
3、產品技術為晨源公司和北京大學20多年研發經驗的沉淀和積累,產品性能穩定;
4、世界500強的合作伙伴,如美國Huntsman公司、中國石化、中國石油、美國GE等;
5、陶氏化學、羅門哈斯、阿科瑪,阿托菲納等世界500強公司高管組成的管理團隊。
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