阻燃劑氫氧化鎂對(duì)PP_EPDM共混型熱塑性彈性體流變性能的影

1、 第 6期 氫氧化鎂對(duì) PP/EPDM 共混型熱塑性彈性體流變性能的影響劉 玲(廣東肇慶學(xué)院 輕工化學(xué)系 , 肇慶 摘要 :采用無(wú)機(jī)阻燃劑氫氧化鎂對(duì) , PP/EPDM 共混型熱 , , , 熔體粘度對(duì)溫度不十分敏感 ; 相同溫度下 , 擠出膨 , :; EPDM ; 熱塑性彈性體 ; 氫氧化鎂 ; 流變性能 中圖分類(lèi)號(hào) :TQ334. 9; TQ373 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :B 文章編號(hào) :10002890X (2006 0620345203作者簡(jiǎn)介 :劉玲 (19672 , 女 , 山東榮成人 , 廣東肇慶學(xué)院副教 授 , 理學(xué)碩士 , 從事化學(xué)教學(xué)和高分子材料加工改性研究工作。 PP/EPDM

2、共混型熱塑性彈性體具有韌性 好 、 質(zhì)量小 、 價(jià)格低 、 綜合性能優(yōu)良及易成型加工 等優(yōu)點(diǎn) 1,2, 廣泛應(yīng)用于汽車(chē) 、 建筑材料 、 家用電 器和電線電纜等行業(yè) 。 但由于 PP 和 EPDM 的阻 燃性能差 、 易燃且有熔滴現(xiàn)象 , 使 PP/EPDM 共 混型熱塑性彈性體的應(yīng)用范圍受到限制 。 氫氧化鎂是較為常用的無(wú)機(jī)阻燃劑 。 本工作 采用氫氧化鎂對(duì) PP/EPDM 共混型熱塑性彈性 體進(jìn)行阻燃改性 , 研究其對(duì) PP/EPDM 共混型熱 塑性彈性體流變性能的影響 , 以期為阻燃型 PP/EPDM 熱塑性彈性體的進(jìn)一步研究應(yīng)用提供試驗(yàn)數(shù)據(jù) 。 1 實(shí)驗(yàn) 1. 1 主要原材料PP ,

3、牌號(hào) F401, 中國(guó)石化蘭州石化股份有限公司產(chǎn)品 ; EPDM , 丙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 24, 美國(guó)杜 邦陶氏公司產(chǎn)品 ; 酚醛樹(shù)脂 , 牌號(hào) 2402, 湖北棗陽(yáng) 大洋化工有限公司產(chǎn)品 ; 氫氧化鎂 , 平均粒徑為 8m , 比表面積為 10m 2 g -1, 美國(guó) Anxi 公司產(chǎn) 品 ; 硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑 , 南京曙光化工廠 產(chǎn)品 ; 氯化亞錫 (SnCl 2 2H 2O , 分析純 , 天津海 光化學(xué)制藥廠產(chǎn)品 。1. 2 基本配方PP/EPDM 60/40, 酚醛樹(shù)脂 2, 氯化亞錫 0. 5, 氫氧化鎂 40。1. 3 阻燃材料制備采用阜新紅旗塑料機(jī)械廠生產(chǎn)的 GR H

4、 2100型混合機(jī)分別用硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑對(duì)氫 氧化鎂進(jìn)行表面處理 , 干燥后將氫氧化鎂及其它 配合劑與 PP/EPDM 共混型熱塑性彈性體在混 合機(jī)中高速攪拌 , 充分混合一定時(shí)間 , 然后采用同 向旋轉(zhuǎn) ZSE 234型雙螺桿擠出機(jī) (德國(guó) L EIST 2RITZE 公司產(chǎn)品 擠出造粒 , 即制得阻燃型 PP/EPDM 熱塑性彈性體 。 1. 4 性能測(cè)試擠出流變性能采用德國(guó)產(chǎn) HAA KE 2R H EO 2CORD 90型毛細(xì)管流變儀進(jìn)行測(cè)定 , 毛細(xì)管直徑 為 1. 27mm , 長(zhǎng)徑比為 40, 測(cè)試溫度分別為 170, 180和 190 , 測(cè)試數(shù)據(jù)采用微機(jī)進(jìn)行處理 。

5、2 結(jié)果與討論2. 1 表觀粘度與剪切速率的關(guān)系絕大多數(shù)高分子材料在加工過(guò)程中的流變行 為不遵守牛頓定律 , 而是遵守 Ostwald 和 Dewade 提出的經(jīng)驗(yàn)方程 3。圖 1示出了 170,180和 190 下 , 氫氧化鎂對(duì) PP/EPDM 共混型熱塑性彈性 體熔體的表觀粘度 (a 與剪切速率 ( w 關(guān)系的543劉 玲 1氫氧化鎂對(duì) PP/EPDM 共混型熱塑性彈性體流變性能的影響 圖 1 a 2 w 的關(guān)系曲線阻燃型 PP/EPDM : 170 , 190;PP/EPDM :, 180 影響 。 從圖 1, PP/EP 2DM 共混型熱塑性彈性體熔體的 a 隨著 w 的增 大仍呈下

6、降趨勢(shì) , 表現(xiàn)為剪切變稀 , 兩者呈非線性 關(guān)系 ; a 仍隨著溫度的上升而降低 , 同一溫度下 a 有所增大 ?？梢?jiàn) , 在試驗(yàn)溫度和剪切速率范圍 內(nèi) , 加入氫氧化鎂的 PP/EPDM 共混型熱塑性彈 性體熔體流變行為仍遵守 Ostwald 和 Dewade 提 出的指數(shù)定律 , 即表觀粘度與剪切速率呈非線性 關(guān)系 , 流體為非牛頓型假塑性流體 。 2. 2 剪切應(yīng)力與剪切速率的關(guān)系圖 2示出了氫氧化鎂對(duì) PP/EPDM 共混型熱 塑性彈性體剪切應(yīng)力 (w 與 w 關(guān)系的影響 。 從圖 2可以看到 , 加入氫氧化鎂的 PP/EP 2DM 共混型熱塑性彈性體的 w 仍隨著 w 的增大而增大

7、 , 兩者呈非線性關(guān)系 , 熔體表現(xiàn)為剪切圖 2 w 2 w 的關(guān)系曲線注同圖 1。變稀 。 高分子流動(dòng)是通過(guò)鏈段的位移完成的 , 高分子熔體的粘度隨剪切應(yīng)力或剪切速率的變化而 改變 , 剪切應(yīng)力與剪切速率呈非線性關(guān)系 。當(dāng)剪 切速率增大時(shí) , 粘度反而減小 , 呈現(xiàn)剪切變稀現(xiàn) 象 , 表現(xiàn)為非牛頓流體 。 結(jié)合前面的討論可知 , 加 入氫氧化鎂的 PP/EPDM 共混型熱塑性彈性體 屬于非牛頓型假塑性流體 。 2. 3 (, 可表征粘度對(duì)溫度的依賴(lài)性 4。 表 1示 出 了 不 同 w 、不 同 溫 度 下 氫 氧 化 鎂 對(duì) PP /EPDM 共混型熱塑性彈性體粘流活化能的 影響 。表 1

8、 不同 w 和溫度下氫氧化鎂對(duì) PP/EPDM共混型熱塑性彈性體 E 的影響w /s-1E /(kJ mol -1PP/EPDM 阻燃型 PP/EPDM989. 21 170 9. 729. 81 1809. 559. 661717. 98 170 9. 849. 92 1809. 699. 71 從表 1可以看出 , 同一溫度 、 不同 w 下 , 加入 氫氧化鎂的 PP/EPDM 共混型熱塑性彈性體的 E 變化不大 ; 同一 w 、不同溫度下 , 加入氫氧化鎂的 PP/EPDM 共混型熱塑性彈性體的 E 變化不大 , 表明兩者的熔體粘度對(duì)溫度不十分敏感 。 在粘流 溫度以上 , 高聚物的粘

9、度與溫度的關(guān)系與低分子 液體一樣 , 即隨著溫度的上升 , 熔體的自由體積增 大 , 鏈段的活動(dòng)能力增強(qiáng) , 分子間的相互作用減 弱 , 高聚物的流動(dòng)性增強(qiáng) , 熔體粘度隨溫度升高以 指數(shù)方式降低 。 2. 4 擠出膨脹比與剪切速率的關(guān)系高聚物熔體的擠出膨脹是熔體彈性的一種表 現(xiàn) , 一方面由拉伸流動(dòng)引起 , 另一方面由剪切流動(dòng) 引起 。 當(dāng)?？组L(zhǎng)徑比很小時(shí) , 膨脹主要由拉伸流 動(dòng)引起 ; 隨著長(zhǎng)徑比增大 (大于 16 , 由拉伸流動(dòng) 引起的變形在?？變?nèi)已得到充分恢復(fù) , 膨脹主要643橡 膠 工 業(yè) 2006年第 53卷 第 6期 由剪切流動(dòng)引起 。由于試驗(yàn)采用長(zhǎng)徑比為 40的毛細(xì)管 ,

10、因此拉伸流動(dòng)的貢獻(xiàn)可忽略不計(jì) , 僅考慮 擠出膨脹比 (B 與 w 的關(guān)系 。圖 3示出了 180 下氫氧化鎂對(duì) PP/EPDM 共混型熱塑性彈性體 B 2 w 關(guān)系曲線的影響 。圖 3 B 2 w 的關(guān)系曲線 PP/EPDM ; 阻燃型 PP/EPDM 。 從圖 3可以看出 , 隨著 w 的增大 , 兩種 PP/EPDM 共混型熱塑性彈性體的 B 明顯增大 。由 于隨著 w 的增大 , 外力作用時(shí)間縮短 , 物料在口 型中停留時(shí)間短 , 分子鏈來(lái)不及松弛 , 帶到口型外 的彈性形變?cè)龃?, 因此 B 增大 。隨著擠出機(jī)轉(zhuǎn)速 的提高 , B 增大 ; 反之 , 則 B 減小 。同一 w 下 ,

11、 加 入氫氧化鎂的 PP/EPDM 共混型熱塑性彈性體 的 B 降低 , 這是由于氫氧化鎂的存在使熔體的彈 性應(yīng)變儲(chǔ)能減小 、 膨脹的趨勢(shì)減弱所致 。由此可 見(jiàn) , 加入氫氧化鎂的 PP/EPDM 共混型熱塑性彈性體制品尺寸的穩(wěn)定性有所提高 。 3 結(jié)論(1 加入氫氧化鎂的 PP/EPDM 共混型熱塑性彈性體的熔體流變行為仍屬于非牛頓型假塑性流體流變行為 。 (2 不同剪切速率下 , PP/很小 。(PP/EPDM , 表明其 制品尺寸的穩(wěn)定性有所提高 。 參考文獻(xiàn) :1Ha C S , K in S C. Rheological properties and crystalline stru

12、c 2ture of the dynamically cured EPDM and PP/HDPE ternary blendsJ.Journal of Applied Polymer Science ,1988,35(2 :221122214.2Coran A Y , Patel R. Rubber 2t hermoplastic compositions ofEPDM 2polypropylene t hermoplastic vulcanizates J.Rubber Chemistry and Technology ,1980,53(1 :141214313馬三榮 . 低密度聚乙烯及其

13、阻燃復(fù)合物的流變性能 J.現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用 ,1996,6(3 :2622714周彥豪 . 聚合物加工流變學(xué)基礎(chǔ) M .西安 :西安交通大學(xué)出版社 ,1988. 4524815Lenk R S. Polymer Rheology M .London :LondonAppliedScience Publishers L TD ,1978. 162171收稿日期 :2005212210高安全性包覆紅磷阻燃劑開(kāi)發(fā)成功中圖分類(lèi)號(hào) :TQ330. 38+7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :D營(yíng)口光大阻燃化工有限責(zé)任公司成功開(kāi)發(fā)出高品質(zhì) 、 高安全性包覆紅磷阻燃劑 MRP 21,MRP 22,CRP 和 WCP 系列產(chǎn)品

14、。 這些產(chǎn)品采用國(guó)際最 先進(jìn)的有機(jī) 2無(wú)機(jī)多層包覆工藝 , 先使包覆材料在 紅磷微粒表面形成致密的微膠囊 , 然后將少量阻 燃增效劑 、 有機(jī)磷酸酯和鈦酸酯偶聯(lián)劑均勻涂覆 在包覆紅磷表面 。 新系列產(chǎn)品與橡膠和塑料有較 好的相容性 , 阻燃效果佳 , 并具有抗沖擊引燃和耐 濕性較好 , 對(duì)阻燃材料物理性能的影響較小 , 無(wú)粉 塵飛揚(yáng) , 不易著火爆炸 , 不產(chǎn)生有毒氣體 , 運(yùn)輸 、 貯 存 、 使用安全的優(yōu)點(diǎn) 。(營(yíng)口光大阻燃化工有限責(zé)任公司 張治華供稿 揚(yáng)子金浦 10萬(wàn) t a -1SBR 項(xiàng)目開(kāi)工中圖分類(lèi)號(hào) :TQ333. 1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :D揚(yáng)子石化金浦橡 膠有限 公司 SBR 項(xiàng) 目于2006年 3月 28日開(kāi)工建設(shè) 。該項(xiàng)目由中國(guó)石化揚(yáng)子石油化工股份有限公 司 (簡(jiǎn)稱(chēng)揚(yáng)子石化公司 和大型民