聚丙烯是一種來(lái)源廣、價(jià)格低廉的通用性塑料樹(shù)脂，有著非常廣泛的用途。但由于脆性大(特別是低溫脆性)、結(jié)晶度較高、分子極性小，pp與其他高分子(如塑料、橡膠)和無(wú)機(jī)填料的共混性及粘接力很差，限制了其在一些領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　接枝改性：

　　20世紀(jì)90年代初，美國(guó)提出先進(jìn)的固相接枝改性法，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出相關(guān)產(chǎn)品，如伊士曼公司生產(chǎn)的氯化改性pp(mcpp)樹(shù)脂，在我國(guó)市場(chǎng)每噸售價(jià)高達(dá)50多萬(wàn)元。改性pp(mpp)和mcpp作為特種pp專用料，大大擴(kuò)展了pp的應(yīng)用范圍，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益。采用固相接枝法對(duì)等規(guī)pp進(jìn)行改性得到mpp，然后對(duì)mpp進(jìn)行氯化即可獲得mcpp固體粉狀樹(shù)脂。氯化改性后的樹(shù)脂附著力強(qiáng)，接伸模量提高，易于與其他樹(shù)脂共混;而且由于改性使pp的結(jié)晶受到破壞，極性增加，從而可溶于某些溶劑，制得不同濃度的mcpp溶液。

　　mpp的用途主要有四個(gè)方面。一是提高工程塑料的耐沖擊性能。用mpp作相容劑，制得的pp與其他塑料的共混物沖擊強(qiáng)度提高2~3倍，可用作抗沖擊殼體材料;二是exfer塑料公司開(kāi)發(fā)的dexpro合金，即為聚酰胺和pp在相容劑存在下的合金，現(xiàn)已商品化;三是用作熱塑料粉末涂料，用于金屬底材表面，起到防腐和抵抗化學(xué)藥品的作用。mpp的引入可提高填料與pp的相容性，改善復(fù)合材料的性能，提高材料的整體熱穩(wěn)定性和局部抗熱能力;四是mpp也應(yīng)用于自由基活性廢料的固化。此外，mpp還可用于提高pp纖維的可染色性和塑料制品的可裝飾，制造可蒸煮的包裝材料等。

　　從市場(chǎng)上看，每年國(guó)內(nèi)pp的總需求量在350多萬(wàn)噸，其中pp專用料在100萬(wàn)噸以上。接枝法改性pp需求量以10萬(wàn)噸/年級(jí)計(jì)，主要用于：與其他聚合物材料如尼龍、聚碳酸酯、橡膠等共混，制備新型高分子材料;加入填料如無(wú)機(jī)粉體、玻璃纖維、天然纖維等，制備高強(qiáng)度pp;進(jìn)一步加工產(chǎn)品，用于粉末涂料、液體涂料等。目前我國(guó)等規(guī)pp固相接枝改性方法尚屬空白，沒(méi)有此類產(chǎn)品投入市場(chǎng)，所需空缺主要依靠進(jìn)口，德國(guó)赫司特公司在我國(guó)推廣的改性pp產(chǎn)品售價(jià)為15000~18000元/年。

　　mcpp的用途主要有：一是用于制備塑料制品用底漆和塑料表面裝飾涂料的附著力促進(jìn)劑，特別是轎車保險(xiǎn)杠、輪轂蓋、電視機(jī)機(jī)殼等民用與工業(yè)用塑料器具的涂裝;二是大量用作塑料表面印刷油墨樹(shù)脂;三是用作防腐涂料樹(shù)脂，用于鋼屠、鋁材等材料重防腐領(lǐng)域。

　　表面處理：

　　隨著塑料制品的大量使用，人們對(duì)塑料表面的裝飾越來(lái)越關(guān)注。但是由于塑料制品表面能低，存在難以直接涂裝及涂裝的附著力較差等問(wèn)題。通常塑料表面在涂裝前，首先需要進(jìn)行表面處理，主要方法有2種。一是采用火焰、電暈放電、氣體等離子等進(jìn)行表面處理，這類技術(shù)難點(diǎn)是既要形成均勻的表面、又不能處理過(guò)度，否則會(huì)導(dǎo)致表面的聚合物鏈斷裂，從而影響材料的性能。二是采用表面底漆進(jìn)行表面處理，其中氯化聚烯烴(cpo)是較為理想的底漆樹(shù)脂，可用于制備提高附著力的底漆或者用作附著力促進(jìn)添加劑。

　　mcpp樹(shù)脂車用塑料件表面涂裝需求量為500噸/年以上，金屬表面防腐涂料領(lǐng)域需求量超過(guò)20萬(wàn)噸，在印刷油墨方面，目前市場(chǎng)需求量在500噸/年以上。

　　共聚改性：

　　共聚改性是指采用催化劑，以丙烯單體為主在聚合階段進(jìn)行的改性。丙烯單體與其它烯烴類單體進(jìn)行共聚合可以提高聚丙烯的低溫韌性，沖擊性能，透明性和加工流動(dòng)性。例如在丙烯、乙烯共聚得到的聚合物中，由于乙烯和丙烯鏈段的無(wú)規(guī)則分布使得物的結(jié)晶度降低。嵌段共聚2%-3%的乙烯單體可制得乙丙共聚橡膠，可耐-30℃的低溫沖擊。當(dāng)乙烯含量達(dá)到30%時(shí)則成為無(wú)規(guī)共聚物，具有結(jié)晶度低，沖擊性能好，透明性好等特點(diǎn)。

　　聚丙烯共聚物的生產(chǎn)方法按照催化劑的不同可分為兩種，一種是茂金屬催化劑，一種是改進(jìn)的Ziegler-Natta高效催化劑。茂金屬催化劑與Ziegler-Natta催化劑相比它只有一個(gè)活性中心，而Ziegler-Natta催化劑有多個(gè)活性位點(diǎn)。使用茂金屬催化劑能夠比較精確的控制分子量及其分布，共聚單體含量及其在聚合物分子鏈上的分布和結(jié)晶結(jié)構(gòu)。Ziegler-Natta催化劑應(yīng)用于PP的共聚改性其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、能耗低、能夠改善大分子的成核性，提高聚合物的性能。

　　交聯(lián)改性：

　　聚丙烯的交聯(lián)改性是提高聚丙烯熱變形溫度的有效方法，也能提高聚丙烯的力學(xué)性能，交聯(lián)改性主要有輻射交聯(lián)法和化學(xué)交聯(lián)法。輻射交聯(lián)是在高能射線的作用下聚丙烯分子鏈產(chǎn)生自由基進(jìn)而進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。化學(xué)交聯(lián)一般是在PP中加入過(guò)氧化物作為引發(fā)劑，同時(shí)加入助交聯(lián)劑實(shí)現(xiàn)交聯(lián)反應(yīng)。聚丙烯的交聯(lián)改性過(guò)程中降解和交聯(lián)反應(yīng)同時(shí)存在，采用輻射交聯(lián)時(shí)交聯(lián)效率比較低，而采用化學(xué)交聯(lián)時(shí)一般都是通過(guò)加入帶有不飽和鍵的助交聯(lián)體系促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)。

　　共混改性：

　　共混改性是一種簡(jiǎn)單而有效的改性方法，將其它塑料，橡膠或熱塑性彈性體與PP共混可制被兼具這些聚合物性質(zhì)的高分子合金。聚丙烯的共混改性可以改進(jìn)聚合物的耐低溫沖擊性、透明度、著色性、抗靜電性等。由于共混改性具有操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、適合批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，使其發(fā)展十分迅速。常用于聚丙烯共混改性的高聚物有聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、乙丙橡膠(EPR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、順丁橡膠(ER)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等。EPDM、SBS、EVA等彈性體與PP共混后，材料中的彈性體微粒能夠吸收部分沖擊能量，并作為應(yīng)力集中劑來(lái)誘發(fā)和抑制裂紋增長(zhǎng)，使PP由脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)檠有詳嗔眩蛊錄_擊強(qiáng)度大幅度提升，有效改善PP的韌性。PA、ABS等剛性聚合物與PP共混則可以在增韌的同時(shí)保證材料的強(qiáng)度和剛性。但是由于這類剛性聚合物都是極性聚合物，與PP的相容性較差，在改性時(shí)必須加入合適的增容體系。

　　采用相容劑技術(shù)和反應(yīng)性共混技術(shù)對(duì)PP進(jìn)行共混改性是當(dāng)前PP共混改性發(fā)展的主要特點(diǎn)。它能在保證共混材料具有一定的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的前提下大幅度提高PP耐沖擊性。相容劑在共混體系中可以改善兩相界面黏結(jié)狀況，有利于實(shí)現(xiàn)微觀多相體系的穩(wěn)定，而宏觀上是均勻的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。反應(yīng)型相容劑除具有一般相容劑的功效外，在共混過(guò)程中還能在兩相之間產(chǎn)生分子鏈接，顯著提高共混材料性能。

　　PP/彈性體二元共混體系雖有很好的韌性效果，但往往降低了材料的強(qiáng)度和剛度，耐熱性能也有所降低。在二元共混體系中加入有增容作用或協(xié)同效應(yīng)的物質(zhì)，形成多元共混體系，則其綜合性能可得到進(jìn)一步提高。為了提高增韌PP的硬度、熱變形溫度及尺寸穩(wěn)定性，可使用經(jīng)偶聯(lián)劑活化處理的填料或增強(qiáng)材料進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。例如采用彈性體/無(wú)機(jī)剛性粒子/PP三元復(fù)合增韌體系實(shí)現(xiàn)PP的增韌增強(qiáng)，提高材料的綜合性能，并且具有較低的成本。

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　　《聚丙烯(pp)的注塑加工工藝》

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