高流动抗冲共聚聚丙烯微观结构对其力学与光学性能的影响

利用扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、偏光显微镜等分析仪器对3种高流动抗冲共聚聚丙烯(HFIPP)的力学、光学性能进行了表征及测试,探究了其微观结构与力学、光学性能之间的关联。结果 表明:HFIPP抗冲击强度随橡胶相含量(质量分数,下同)的增加而增大,HFIPP-1的橡胶相含量仅比HFIPP-2高1.78个百分点,但HFIPP-1的常温抗冲击强度比HFIPP-2的增大了约17%;提高橡胶相的相对分子质量能够弥补其含量降低对HFIPP抗冲击强度的负面影响;在HFIPP生产时加入的成核剂,能够细化晶粒尺寸,提高结晶度,进而提高HFIPP的刚性;橡胶相以颗粒的形态分散在HFIPP中,且橡胶相中的乙烯质量分数越低,橡胶相粒径越小,HFIPP光泽度越高。

改进型BCM-100H丙烯聚合催化剂在Horizone装置应用及高性能产品开发

原BCM-100H催化剂生产较高MFR(熔体流动速率)产品时聚合物细粉较多,不利于装置运行。本文考察了改进型BCM-100H催化剂在Horizone装置的工业应用,并与原催化剂及进口催化剂进行对比;使用该催化剂首次在该装置上开发3个高MFR高刚性高抗冲共聚产品K8740H、KH39M和KH75M。结果表明:改进后BCM-100H催化剂活性,氢调敏感性,共聚能力等性能基本不变;聚合物粉料中≤0.15 mm细粉减少约80%,聚合物等规指数(绝对值)提高0.5%,优于进口催化剂;K8740H弯曲模量和常温冲击强度分别是1.36 GPa和8.51 kJ·m^(-2),优于进口同类产品;KH39M和KH75M弯曲模量和冲击强度分别是1.57 GPa,6.00 kJ·m^(-2)和1.59 GPa,5.84 kJ·m^(-2),优于国产同类产品;对助剂进行了筛选优化,可将产品弯曲模量提高5%~10%。产品弯曲模量和冲击强度分别达到1.72 GPa和5.72 kJ·m^(-2),超过进口同类牌号水平。

刚韧平衡聚丙烯树脂研究进展

本文从物理改性和化学改性两个方面简要综述了高性能刚韧平衡聚丙烯树脂的改性方法及相关机理,并简述了高刚韧聚丙烯发展情况。

高流动抗冲聚丙烯的研究与开发

采用Unipol低压气相流化床工艺技术,新型催化剂结合氢调法开发生产了高流动抗冲聚丙烯LC7749-35N,分析了其结构、力学性能并与国内外同类产品进行了对比。结果表明,各项性能达到指标要求,满足客户使用要求。

Ziegler-Natta/茂金属复合催化剂一步法制备新型聚丙烯抗冲共聚树脂

基于具有"反应器颗粒技术"特征的Ziegler-Natta/茂金属复合催化剂,以烷基铝和甲基铝氧烷组成复合助催化剂,一步法实现了新型聚丙烯抗冲共聚(hiPP)树脂的制备。两种催化剂在不同聚合反应阶段的活性控制可通过选用三乙基铝为Ziegler-Natta催化剂的助催化剂或在聚合反应初期引入少量对甲基苯乙烯而实现,两种方法都可使茂金属催化剂活性中心在丙烯均聚阶段暂时休眠,而在乙烯/丙烯共聚阶段恢复活性。新型hiPP树脂中的等规聚丙烯基体选择性地由Ziegler-Natta催化剂催化生成;而乙丙无规共聚物(EPR)则同时来自两种催化剂,其相对含量由两种催化剂在此聚合阶段的活性决定。ZieglerNatta催化剂和茂金属催化剂的结合,可提高EPR微观结构的可控性,从而更有效地调控hiPP树脂的刚韧平衡性能。

高流动抗冲共聚聚丙烯相结构的流变学

将核磁序列分析法、傅里叶变换红外光谱法与聚合物流变学方法相结合,研究了典型的高流动抗冲共聚聚丙烯的相结构。结果表明:高流动抗冲共聚聚丙烯K9928和K7726H的乙烯-丙烯无规共聚物的结构非常接近;乙烯总含量不同导致乙烯-丙烯无规共聚物含量的差异,以及乙烯-丙烯嵌段共聚物含量和结构的差异;K9928和K7726H属于具有低共熔温度的共聚物,利用时温叠加原理流变学黏弹性评价方法可知,K9928的相分离温度较K7726H低,相同温度下,K9928较K7726H的相分离现象显著。

氢调法高MFR抗冲击共聚PP K9928H的结构与性能

采用偏光显微镜、旋转流变仪及毛细管流变仪等对用氢调法生产的高熔体流动速率(MFR)抗冲击共聚聚丙烯(PP)K9928H、进口同类PP及用可控流变法生产的PP K9928进行结构性能分析与评价。结果表明:K9928H的MFR接近或略低于进口同类PP,乙烯含量和乙丙橡胶含量高于进口同类PP,综合力学性能较好,外观、色泽正常,加工稳定性好;K9928H的重均分子量和相对分子质量分布(Mw/Mn)与进口同类PP接近,但其Mw/Mn大于K9928。

HIPS/UHMWPE/UFPP共混体系流动性能的研究

考察了UHMWPE、UFPP含量对HIPS/UHMWPE/UFPP共混体系流动性能的影响,给出了组分含量、温度、剪切力与体系熔体指数之间的定量关系。

高抗冲共聚聚丙烯／茂金属聚乙烯蜡的相容性和结晶行为研究

通过示差扫描量热仪(DSC)对高抗冲共聚聚丙烯(PP copolymer)／茂金属聚乙烯蜡(MPE wax)共混体系的熔点和结晶温度进行研究,发现MPE wax在熔融和结晶过程中都没有自己的特征峰出现,证明其已经在PP copolymer结晶时完全进入了晶体结构中,而在降温过程中,MPE wax不但没有降低PP copolymer的结晶温度,反而使之在较高的温度下结晶,显示出两者良好的相容性和MPE wax的成核作用。结晶动力学数据显示MPE wax的加入对体系的结晶行为有所影响,减缓了结晶过程并降低了体系的结晶活化能,而结晶动力学参数显示MPE wax的加入使共聚聚丙烯的结晶行为与降温速率的依赖性降低,并使α值趋于1,Ozawa指数趋近于Avrami指数。MPE wax对PP copolymer的力学性能影响很小,能很好保持PP copolymer的应用性能。

增刚成核剂对中MFR高抗冲共聚聚丙烯性能影响

考察了4种增刚成核剂对抗冲共聚聚丙烯性能的影响,分析了成核剂用量对中熔体流动速率(MFR)高抗冲聚丙烯力学性能的影响,确定了最佳成核剂用量。结果表明:随着成核剂用量的增加,抗冲共聚聚丙烯的冲击强度稍有降低,刚性逐渐提高,随后趋于平缓。工业化应用后,成核剂的加入使产品的弯曲模量提高了约28%,拉伸屈服应力、结晶度及熔融结晶性能亦有所提高,同时产品韧性并未受到影响。

高抗冲中熔体流动速率聚丙烯的结构与性能

分析了市场上4个典型高抗冲中熔体流动速率聚丙烯的结构与性能,并研究了其力学性能。结果表明:试样1的简支梁缺口冲击强度为53 kJ/m^2,弯曲模量达到933 MPa,刚韧平衡性最好;试样2与试样3的韧性较差;试样4的乙丙橡胶相含量最高,导致其熔融和结晶温度最低,低温区的玻璃化转变温度最低,聚丙烯基体相和橡胶相粒子的界面黏结力最强等,使试样4的冲击强度最高,但弯曲模量不足,需要维持其高韧性的同时改善刚性。

高流动抗冲击共聚聚丙烯K9928的工业生产

通过分析高流动抗冲击共聚聚丙烯(PP)专用树脂的应用要求,确定PP K9928的乙烯质量分数需达到9.5%～11.5%,其橡胶相的乙烯质量分数需达到52.2%～56.3%。采用红外分析、升温淋洗分级、差示扫描量热法、凝胶渗透色谱法等分析了K9928的橡胶相含量、化学组成、熔融和结晶、长链立构规整性、相对分子质量及其分布等。结果表明:K9928的乙烯质量分数较高,达10.4%;丙烯高立构规整长序列含量较高,乙烯序列分布较为均匀;产品兼具良好的刚性和韧性。

高流动抗冲聚丙烯2240S及对比牌号结构与性能

考察了以煤为原料生产的高流动抗冲聚丙烯2240S与其对比牌号石油基聚丙烯YP和AR偏光显微镜的结晶形貌、液氮淬断样品断口形貌、热力学性能和基本物理性能等。结果表明,三种样品综合性能相当,均能满足下游加工应用客户和改性应用客户需求,但存在一定差异。2240S刚性好,弯曲弹性模量达到1 239 MPa,但韧性略低,常温冲击强度7.0 k J/m^2,需要合理控制乙丙橡胶相的含量,分布及形态,提高产品冲击性能;YP刚性低,弯曲弹性模量达到1 091 MPa,但韧性最好,常温冲击强度11.0 k J/m^2,需降低乙烯和乙丙橡胶相含量,优化产品分子结构,提高产品刚性;AR达到刚韧平衡,弯曲弹性模量为1 175 MPa,常温冲击强度7.9 k J/m^2,乙丙橡胶相粒子大小和分布均匀、综合性能最佳。

高模量高抗冲聚丙烯复合材料的制备及性能研究

通过熔融共混法研究了乙烯-辛烯共聚物(POE)、滑石粉和高密度聚乙烯(PE-HD)的含量对高模量、高抗冲聚丙烯(PP)复合材料力学性能、结晶行为、热分解行为以及相态的影响。结果表明,PP与POE的黏度比越小,PP/POE复合材料的韧性越好;当PP/POE/滑石粉/PE-HD复合材料的质量比为13/4/12/3时,综合力学性能最佳;相比纯PP,复合材料的弯曲模量提高了60.1%,缺口冲击强度提高了435.9%,拉伸强度和弯曲强度分别降低了27.4%和17.4%;PE-HD能够增强PP与POE的界面相互作用,提高复合材料的韧性;加入滑石粉和PE-HD均可提高复合材料的起始分解温度以及最大热失重速率温度,提高了复合材料的热稳定性。

高流动高抗冲聚丙烯结构与性能研究

高流动高抗冲聚丙烯(hiPP)具有高熔体流动速率、优异的抗冲击性能,以及良好的刚性,适用于家电部件、办公用品和汽车内外饰件等领域,且需求量较大。研究了三种国产高流动hiPP树脂的结晶特性、动态热机械性能、流变性能、相结构和力学性能。实验结果表明,hiPP-1的橡胶相含量最高,分子量分布宽,含有可结晶乙烯链段,低温冲击性能最佳,但模量较低,熔体流动性相对较低;hiPP-3的M_(w)最小,它的橡胶相玻璃化转变温度(T_(g))最高,橡胶相均匀分散且相畴尺寸较小,但低温冲击韧性最低;hiPP-2的橡胶相T_(g)最低,在保持较高熔体流动速率的同时又获得了最佳的刚性和冲击韧性平衡。

氢调法高流动抗冲击共聚聚丙烯K9928H加工性能分析

从常规物性、流变性、加工稳定性等几个方面,对Innovene气相工艺氢调法生产的K9928H、降解法生产的K9928进行对比分析,结果表明:K9928H密度、常温冲击性、维卡软化点与K9928相接近,刚性、耐热性、加工性及外观颜色优于K9928,且气味低于K9928,但低温冲击性及光泽度略低于K9928。

以复配SAN树脂制备高流动型ABS树脂的研究

以通用型苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)与高流动型SAN掺混得到复配SAN树脂,通过与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)接枝粉料及各种助剂掺混造粒制备得到高流动型ABS树脂,分别考察了高流动型SAN含量、橡胶含量、润滑剂用量及挤出机各段温度等对所制备ABS树脂性能的影响,获得了制备高流动型ABS树脂的最佳条件。

嵌段共聚聚丙烯EP548N的开发

采用Spheripol工艺开发生产了中等熔体流动速率、高弯曲模量、高抗冲击性能的嵌段共聚聚丙烯EP548N。生产过程中调整第一环管反应器中H2浓度为4.3～4.5 kg/kg,控制气相反应器中n(C2H4)/n(C2H4+C3H6)为0.38,n(H2)/n(C2H4)为0.05～0.07,采用新型外给电子体二环戊基二甲氧基硅烷,所产EP548N的熔体流动速率达12.5g/10 min,弯曲模量达到1 290 MPa,简支梁缺口冲击强度为10.3 kJ/m2,均高于同类产品。

高流动抗冲聚丙烯专用料尺寸稳定性的流变学判定

采用流变学研究方法,围绕注塑制品尺寸稳定性的判定和控制问题,对四种典型高流动抗冲聚丙烯专用料试样进行应变、时间、频率、剪切速率和变温速率等流变学扫描测试,考察了加工温度、加工时间、注塑工艺中的升降温过程及加工剪切速率对相分离和收缩翘曲变形程度的影响。实验结果表明,施加应变范围控制在5%以内,以保证测试处于线性黏弹区的范围内,时温叠加测试为190~260℃;在实际注塑时,vGP曲线拐点处的复数模量(G*_T)小于110 Pa,注塑制品尺寸的稳定性较好;110 Pa<G*_T<800 Pa,制品尺寸稳定性一般;G*_T>800 Pa,注塑制品的稳定性较差;K9928和K7726H需要低加工温度和短加工时间,而K9928H和EP548R需要高加工温度;EP548R可采用增大外加流场的方式,来控制体系的相分离程度和产品最终的收缩翘曲变形程度。

抗冲聚丙烯结构研究概述

介绍了近年来抗冲聚丙烯(HIPP)的多级结构(微观结构和介观结构)的研究进展,抗冲聚丙烯由均聚聚丙烯粒子和附着在聚丙烯粒子上形成的橡胶相组成,聚丙烯粒子由纳米级的初级粒子和微米级的次级粒子堆积,具有显著的多孔多尺度结构,橡胶相亦具有复杂的多组分“核-壳结构”。并从橡胶相的空间结构和及其结构尺寸两方面归纳总结了结构对抗冲聚丙烯抗冲性能的影响。