-
烟台大学
PP
改性效果评价
刘志敏
（
烟台大学化学院，专业：高分子材料与工程，学号：
2
）
摘要：
聚丙烯是
一种性能优良的塑料，它的耐腐蚀性、耐折叠性和电绝缘性好，耐热性和机
械强度由于聚
乙烯，
而且价格低廉，
容易加工。但是聚丙烯的抗冲击强度不够
高，
低温下发
脆，容易燃烧。
为了提高
它的韧性，
常常将聚丙烯和橡胶弹性体共混改善提高它的韧性；对
其进行阻燃改性最常用的方法是把无机阻燃剂填充到聚合物基体中赋予聚合物以阻燃性。
添
加的助剂有：聚烯烃弹性体、氢氧化镁、抗氧剂
1010<
/p>
、偶联剂、硬脂酸等助剂。经过试验
测得添加助剂后的材料在抗冲
击强度、硬度、氧指数等方面都有明显的改善。
关键词：
聚丙烯、
改性剂
、
阻燃剂
Abstract
：
Polyprop
ylene is a kind of high performance plastic, its
corrosion resistance, folding
resistance
and
good
electrical
insulation,
heat
resistance
and
mechanical
strength
because
of
polyethylene and the price is low, easy
to processing. But the impact strength of PP is
not high,
low
temperature
issued
crisp,
easy
to
burn.
In
order
to
improve
its
toughness,
often
to
polypropylene and rubber
elastomers blending to improve its toughness; On
the flame retardant
modification of the
most commonly used method is to fill the inorganic
flame retardant in the
polymer
matrix
polymer
with
flame
retardancy.
Adding
additives:
polyolefin
elastomeric,
magnesium
hydroxide, antioxidant 1010, coupling agent and
stearic acid additives. After adding
additives
measured
in
experiment,
the
materials
in
the
impact
strength,
hardness
and
oxygen
index
have been improved obviously.
Keyword:
Polypropylene
、
Modifier
、
Flame retardant
前言
<
/p>
聚丙烯是一种应用非常广泛的塑料，而且性能优良，但是有一些不足之处，如低温下
发脆，容易燃烧等缺点。因此，针对聚丙烯的这些不足进行改性，以提高材料的使用价值。
烟台大学
我们通过查阅书籍资料、
网上搜索等途径，
获得了聚丙烯的改性的配方，
提高韧性的配方是：
PP
、
POE<
/p>
、抗氧剂；阻燃的配方是：
PP
、氢氧化
镁、抗氧剂、硬脂酸、三氧化二锑、偶联剂。
通过改性的材料和设置的空白样进行对照，
由实验数据可得出改性效果的好坏。
PP
改性的研究
一、
配方设计：
通过查阅资料，并在老师的指导和帮助下，确定了
PP
改性
的配方，如下图表：
增韧改性配方（份数）
：
PP
POE
抗氧剂
阻燃改性配方（份数）
：
PP
Mg(OH)2
Sb2O3
抗氧剂
硬脂酸
偶联剂
配
方的设计是根据材料的不足而设计的，针对
PP
的低温脆性，选
择
POE
橡胶弹性体和
PP
共混来提高它的韧性；对于阻燃，选择氢氧化镁无机阻燃剂添加到聚合物基体中赋予其
阻燃性，
是因为氢氧化镁在高温下通过分解吸收大量的热量，
生成的水蒸气可以稀释空气中
氧的浓度，
从而缓解聚合
物的热降解速度，减小火势抑制燃烧，促使炭化、
抑制烟雾的形成
等优点。偶联剂等其他助剂的加入都是为了增加物料和填料的配合性。
二、操作过程：
实验分成
A
、
B
、
C
三组，每组的配方总质量为：增韧配方：
500g<
/p>
，阻燃配方：
600g
。
1
、
称量所需的原料以及各助剂的量，按所占份数称量，重量大约为：
A1
组：
PP
：
500g POE
：
0
抗氧剂：
2.5g
A2
组：
PP
：
420g
POE
：
90g
抗氧剂：
2.5g
A3
100
20
1.5
0.5
0.5
0.5
B3
100
30
1.5
0.5
0.5
0.5
C3
100
40
1.5
0.5
0.5
0.5
A1
100
0
0.5
B1
100
5
0.5
C1
100
10
0.5
A2
100
15
0.5
B2
100
20
0.5
C2
100
25
0.5
烟台大学
A3
组：
PP
：
500g
氢氧化镁：
100g
三氧化二锑：
7.5g
抗氧剂：
2.5g
硬脂酸：
2.5g
偶联剂：
2.5g
B
组合
C
组按同样的方法称量所需的物料和各助剂。
2
、
将称量好的物料用高速混合机进行混合，温度控制在
80
℃左右用以融化偶联剂和
硬脂酸，使其更好地包覆在物料的表面。混合的顺序为
：首先加入
PP
、硬脂酸、
一半的偶联
剂到高速混合机中，两分钟后加入另一半偶联剂，再过两分钟加入氢
氧化镁搅拌八分钟，
然后加入三氧化二锑和抗氧剂，继续搅拌两分钟，出料。
3
、
准备造
粒，用双螺杆挤出机对原料进行熔融进一步混合，挤出的料条经冷却水冷
却牵引至鼓风机
，去掉料条上的多余水分，再由切粒机造粒，取可以使用的物料
用于注塑成型标准样条用
。
4
、
<
/p>
注塑成型，实验室用
JPH-80
四缸全
液压注塑机进行标准样条的注塑成型，取四到
六个标准样条留作性能测试用。图为标准样
条。
三、性能测试：
1
、简支梁冲击试验
（
1
）试验原理：
对硬质高分子材料试样施加一次冲击负荷使试样破坏，记录下试样破坏时或过程中单
位试样截面积所吸收的能量，及冲击强度，来衡量材料冲击韧性。
（
2
）试验设备：
JC
-25D
电子式悬简组合冲击试验机
（
3
）原材料试样：长
L=64.46
mm
，
宽
b
=12.89mm
。
（
4
）试验步骤：
1
）测量每个试样中部的厚度
h
和缺口试样剩余
宽度
b
，精确到
0.02mm
。
2
）
检查试验机是否有规定的冲击速度和正确的能量范围，
破断试样吸收的能量在
摆锤
烟台大学
容量的
10
％至
90
％范围内。
3
）抬起并锁住摆锤，
< br>并把试样放在虎钳中。测定缺口试样是，
缺口应在摆锤冲击刃的
< br>一边。
4
）释放摆锤，记录试
样所吸收的冲击能，并对其摩擦损失等进行修正。
5
）实验结果如下：
组别
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
试样厚
度
h(mm)
4.02
4.07
4.02
4.06
4.04
4.04
4.02
4
4.01
4.03
4
4.03
4.1
4.06
4.06
4.02
4
4.01
4.02
4
4.01
4.1
4.1
4.08
3.94
4
4.04
A1
B1
C1
A2
B2
C2
A3
B3
C3
试样缺口
底部的剩
< br>余宽度
b(mm)
10.21
10.28
10.23
10.24
10.16
10.19
10.05
10.05
10.03
10.18
10.2
10.21
10.21
10.21
10.19
10.29
10.29
10.13
10.19
10.21
10.19
10.21
10.21
10.21
10.21
10.22
10.19
A
（
J)
0.143
0.140
0.145
0.287
0.237
0.24
0.886
0.699
0.649
0.331
0.287
0.458
1.195
1.077
1.089
2.087
1.843
2.186
0.222
0.230
0.232
0.278
0.292
0.259
0.241
0.264
0.293
冲击强度
(KJ/
㎡
)
3.484
3.346
3.526
6.903
5.774
5.830
21.930
17.388
16.136
8.068
7.034
11.131
28.547
25.981
26.323
50.452
44.776
53.814
5.419
5.632
5.678
6.641
6.975
6.217
5.991
6.458
7.117
平均冲
击强
度（
KJ/
㎡）
< br>
3.452
6.169
18.485
8.744
26.950
49.681
5.576
6.611
6.522
（
6
< br>）性能研究
烟台大学
A1
组不添加增韧剂，为空白对照组。
< br>B1-C2
为添加增韧剂的实验组，其添加增韧剂的量
依
次增加。
A3-C3
为添加阻燃剂的实验组。
< br>
在添加增韧剂的五组数据中，与空白对照组相比
，其冲击强度增大。增韧剂添加越多，
冲击强度增加的越多。
在添加阻燃剂的三组数据中，阻燃剂添加的越多，冲击强
度越大。
2
、硬度试验
（
1
）试验原理
球压痕硬度是指以规定直径的钢球，在试验负荷作用下，
垂直压入试样表面，保持一规
定时间后，试样单位压痕面积所承受的压力，以
MPa
表示。
（
2
）试验仪器：
XHR-150
型塑料硬度计
（
3
）试验试样直径为
50.76mm
的圆
（
4
）试验步骤<
/p>
1
）根据材料硬度选择适宜的试验负荷
。
2
）
在<
/p>
2-3
秒内将所选择的试验负荷平稳的施加到试样上，
保持负荷
30s
，
立即读
取压痕
深度
h(mm).
试验负荷：
（标尺：
HRR
，球压头：
12.7mm
，总试验力：
588.4N
。
）
3)
每组试样
3
块，每块测量
4
个点。取平均值。
4
）选择试验部位时，应使两压痕中心距离小于
10mm
，压痕中心到试样边缘的距离不小
于
10mm
。
（
5
）试验结果如下：
①
A1
试验数据
组别
1
2
3
②
B1
试验数据
组别
1
2
3
③
C1
试验数据
硬度
/MPa
65
65.1
62.2
硬度
/MPa
63.2
64.3
63.5
硬度
/MPa
65.5
63.1
62.1
63.78
平均值
/MPa
硬度
/MPa
硬度
/MPa
硬度
/MPa
72.9
73.2
70.8
68.7
70.5
73.5
72.4
71.2
70.9
71.57
平均值
/MPa
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