低倍发泡母粒在聚丙烯中的应用研究

王恩月++江水青++徐培楠++刘文清++李茹

摘 要：研究低倍发泡聚丙烯材料与未发泡聚丙烯材料相比，具有轻量、高比强度、力学性能优异、价格低廉等优点，在包装行业、建筑行业、家电、汽车及航空航天等领域有着广泛的应用前景，成为继PS、PE发泡材料之后21世纪最具潜力的新型发泡材料。该文选用低倍发泡母粒与聚丙烯树脂混合后，采用注塑成型的方法制备发泡聚丙烯材料，并通过电子天平秤、电子简支梁冲击试验机、拉伸性能测试仪等研究发泡聚丙烯材料力学性能。

关键词：低倍 聚丙烯 发泡 力学性能

中图分类号：TQ325.14 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（c）-0076-02

发泡剂就是使对象聚合物成孔的物质，它可分为化学发泡剂和物理发泡剂和表面活性剂三大类。普通发泡剂在加工泡沫塑料时存在分散性差，粉尘飞扬、计量不准等陷，因此，工业生产中常采用改性发泡剂来提高加工性能，即将发泡剂制成发泡母粒用于生产泡沫塑料制品，将聚合物基体、载体树脂、发泡剂、分散剂、发泡助剂、加工助剂等配制成高浓度分散体，用双螺杆挤出机加工成发泡毋粒。发泡母粒一般用于工程塑料、通用性塑料不仅简化泡沫塑料制品生产工艺，而且具有许多优点，如节省原料，减少对设备的磨损，提高生产效率，减轻制品质量、提高制品刚度和尺寸精度、防止缩孔与变形等。目前发泡母粒的广泛使用，以推动泡沫塑料工业的迅速发展起了很大的作用。

1 实验

1.1 主要原料及试剂

聚丙烯（PP）：PPH-ED-045-012-2，中国石化金陵石化公司产品。

填充料：青岛海尔新材料有限公司。

发泡母粒：自制。

1.2 实验设备

注塑机：SSF900-2宁波双盛注塑机厂。

双螺杆挤出机：SHJ-20南京杰恩特机电有限公司。

拉伸性能測试仪：深圳市瑞格尔仪器有限公司。

电子简支梁冲击试验机：XJJD-50承德市金建检测有限公司。

高速混合机：SHR张家港市华林机械厂。

电子天平秤：SPS401F西杰天平仪器有限公司。

1.3 发泡聚丙烯的配方与制备工艺

（1）制备发泡母粒。

（2）制备低倍发泡聚丙烯母粒。

制备低倍发泡聚丙烯材料工艺如图1所示。

表2是加人不同量PP和发泡母粒（重量百分数）的12个配方，以PP总量为基数。

1.4 试样的分析、观察与性能检测

用拉伸性能测试仪测试测试静态物理力学性能并分析研究。

冲击强度是在冲击试验机上进行，试样规格120 mm×10 mm×15 mm断裂截面尺寸为90。

2 性能分析

2.1 PP制品的力学性能

如图2所示PP的力学性能有上下的波动，有可能是测试件在加工过程中温度、压力或分子链分布情况造成的，但从图2中可以读出上下波动不大、不形象对力学性能的评估和对比。

2.2 PP/发泡母粒共混体系的力学性能

聚合物发泡材料是以树脂为基体而其内部具有无数气泡的材料，可视为以气体为填料的复合材料。发泡剂母粒用于通用塑料、工程塑料中具有减轻制品重量、提高制品刚度，防止缩孔与变形、提高制品尺寸精度等优点。发泡聚丙烯（PP）具有良好的热稳定性，最高使用温度可达130 ℃，优异的耐应力开裂性及高温尺寸稳定性，较高的拉伸强度和冲击强度以及优异的微波适应性。

在PP进行发泡时，共混体系中的另外一相会影响PP的结晶形态和发泡剂在共混物中的溶解度和扩散性，进而获得细密而均一的泡沫结构。

图2为不同份数的发泡剂与PP力学性能的影响图。在图中随着发泡剂份数的逐渐增加，共混体系的抗拉强度呈现先上升再将低的现象，当发泡剂的份数达到5份时，共混体系的抗拉强度高峰值，发泡母粒与PP共混后，拉伸过程中会产生银纹，材料呈塑性变形，高分子链沿应力方向取向并吸收能量。

从图2中可以看出共混体系的冲击强度呈现先下降后升高的趋势。粒子在受到冲击时会使树脂产生银纹化现象，消耗大量的冲击功。粒子在树脂中分散均匀，产生的银纹较多，能够吸收较大的冲击能；反之，粒子容易团聚，材料的冲击强度反而下降。

由图3所示，PP与发泡母粒所得制品在力学性能上下波动趋势不大，在一定的场合不会影响制品的正常的使用。图中两种制品的质量，波动趋势相对于制品件的质量有很大的波动。

3 结语

低倍发泡母粒加入制品后，对其制品的力学性能并没有多大的影响，反而使其重量下降，对一些高档产品场合和特殊要求的场合具有非凡的意义，而据不完全统计在这些场合低倍发泡母粒的使用情况并不明显，缺少对低倍发泡母粒的认识和重视，希望加大对发泡母粒的进一步研究和对市场的推广。

参考文献

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