新型乙烯-α-烯烴共聚彈性體及其增韌改性聚丙烯的研究.pdf

1、烯烴嵌段共聚物OBC(Olefin Block Copolymer)是一種利用“鏈穿梭劑”聚合技術(shù)合成的具有獨(dú)特的“軟”“硬”交替嵌段結(jié)構(gòu)的新型乙烯一辛烯共聚物，其綜合性能相比其他無(wú)規(guī)聚烯烴共聚物具有更優(yōu)異的特性，是一種新型有潛力的通用塑料增韌劑。
　　 本文首先開(kāi)展了乙烯-α-烯烴共聚物的結(jié)構(gòu)與性能的研究。采用核磁共振、凝膠滲透色譜(GPC)等手段表征了OBC及其它六種乙烯-α-烯烴共聚物的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并運(yùn)用示差掃描量熱儀(DS

2、C)探討了共聚物的熔融結(jié)晶性能。結(jié)果表明，共聚單體含量增加以及共聚單體形成的短支鏈長(zhǎng)度增加均使得無(wú)規(guī)烯烴共聚物的熔融溫度、結(jié)晶溫度和結(jié)晶度降低；相比無(wú)規(guī)的乙烯辛烯共聚物(POE)及同樣鏈段不均勻的乙丙共聚物，具有軟硬嵌段結(jié)構(gòu)的OBC，即使在較高的共聚單體含量下，也保持了較高的熔融溫度和結(jié)晶度，從而使OBC具有了較好的耐熱性能和較快的注壓和擠出成型性。動(dòng)態(tài)流變分析測(cè)試表明，新型共聚物OBC中不含有長(zhǎng)支鏈，降低了熔體的零切粘度和特征松弛時(shí)間

3、；OBC的熔融指數(shù)高，在測(cè)試頻率范圍下復(fù)數(shù)粘度低，顯示了良好的加工流動(dòng)性，并且OBC具有較高的粘一溫敏感性，可以通過(guò)提高加工溫度的方法來(lái)改善OBC的流變性質(zhì)。
　　 利用動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試(DMA)考察了七種烯烴共聚物的粘彈特性與其結(jié)構(gòu)參量之間的相互關(guān)系。結(jié)果表明，共聚單體含量增加及其形成的短支鏈越長(zhǎng)，同時(shí)長(zhǎng)支鏈的引入均使得低溫下的共聚物儲(chǔ)能模量降低，β轉(zhuǎn)化溫度向低溫移動(dòng)，從而提高了共聚物的低溫韌性。因此，在商業(yè)化的乙烯共聚物中，

4、以辛烯作為共聚單體形成共聚物的彈性性能最為優(yōu)越。相比POE，新型嵌段共聚物OBC在辛烯含量增加的同時(shí)，保持了較高的結(jié)晶度，使得硬段作為物理交聯(lián)點(diǎn)，軟段加強(qiáng)鏈間的相互纏繞，降低儲(chǔ)能模量和β轉(zhuǎn)化溫度，提高了材料的韌性。
　　 在上述研究基礎(chǔ)上，選取了OBC和其中的幾種聚烯烴彈性體作為增韌劑，采用機(jī)械共混方式，對(duì)共聚聚丙烯(Co—PP)增韌改性研究，考察了共混體系宏觀力學(xué)性能的變化規(guī)律及微觀增韌機(jī)理，探討了聚烯烴彈性體作為增韌劑對(duì)共聚

5、聚丙烯(Co—PP)共混物綜合性能的影響。結(jié)果表明，Co-PP中含有的乙丙橡膠組分具有與聚烯烴彈性體協(xié)同增韌的效果，因而共混體系達(dá)到脆韌轉(zhuǎn)變的臨界彈性體含量比均聚PP體系更低。同為茂金屬催化制備的乙烯-α-烯烴彈性體，相比茂金屬乙丙三元橡膠(mEPDM)和乙烯-丁烯共聚物(mEBC)，以POE增韌co—PP的共混體系達(dá)到脆韌轉(zhuǎn)變的臨界彈性體含量較低，常溫及低溫下的抗沖強(qiáng)度都比較高，拉伸性能降低的幅度不大，而且有良好的耐熱性和較好的加工性

6、能；相比Zieglar—Natta催化制備的EPDM，嵌段共聚型OBC和無(wú)規(guī)共聚型POE彈性體作為增韌劑，對(duì)于Co—PP的共混改性體系在沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率性能上的改性效果更為優(yōu)良。特別是低溫抗沖性能，Co—PP/OBC共混體系尤為突出，其-20℃下的沖擊強(qiáng)度仍接近于Co—PP/EPDM常溫下的沖擊強(qiáng)度；而同為乙烯-辛烯共聚物的OBC和POE，OBC改性Co—PP的低溫沖擊強(qiáng)度高于POE，顯示了OBC具有良好的低溫增韌Co—P