2025.02.27
PP和PE的性能對(duì)比及共混效果
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PE 種類(lèi)對(duì)共混體系沖擊性能的影響
不同類(lèi)型的PE都可以改善PP的室溫沖擊強(qiáng)度
，但差異十分明顯
。
對(duì)于PP/HDPE共混物
，當(dāng)HDPE質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于60%時(shí)，共混物強(qiáng)度基本不變
；當(dāng)HDPE質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于60%時(shí)
，共混物的沖擊強(qiáng)度才有所增加
。
對(duì)于PP/LDPE共混物
，也只有當(dāng)LDPE質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于60%時(shí)，其沖擊強(qiáng)度才有較大幅度的提高
。
而對(duì)于PP/LLDPE共混物
，當(dāng)LLDPE質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于40%時(shí)，其沖擊強(qiáng)度就有明顯提高
。當(dāng)LLDPE質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到70%時(shí)
，共混物沖擊強(qiáng)度為37.5kJ/m2，可達(dá)到純 PP沖擊強(qiáng)度的20倍
，是同樣用量的PP/HDPE和PP/LDPE共混物的10倍和4倍
。
低溫(-18℃)下，三種PE對(duì)PP韌性的改善變化趨勢(shì)與常溫時(shí)一致
，還是LLDPE對(duì)PP的增韌效果更好
。當(dāng)PP/LLDPE質(zhì)量比為30/70時(shí)，共混體系的沖擊強(qiáng)度為23.2kJ/m2
，是純PP的20倍
，而在同樣條件下PP/HDPE、PP/LDPE共混體系的沖擊強(qiáng)度僅為5kJ/m2左右
。這進(jìn)一步說(shuō)明在達(dá)到相同沖擊強(qiáng)度時(shí)
，LLDPE的用量最少，即意味著可以更多地保持PP的剛性
；而在相同用量時(shí)
，LLDPE改性的PP的沖擊強(qiáng)度更好，這又使材料獲得了更優(yōu)異的韌性
。
混煉方式對(duì)增韌效果的影響
采用雙螺桿擠出機(jī)混煉的試樣沖擊強(qiáng)度更高
，直接注射方式所得的試樣沖擊性能最差
。由于注射機(jī)螺桿的有效長(zhǎng)度小于擠出機(jī)，剪切混煉作用小
，效果當(dāng)然很差
。在不同混煉方式下，材料的沖擊性能表現(xiàn)出的規(guī)律一致
，即LLDPE質(zhì)量分?jǐn)?shù)從40%開(kāi)始
，隨著LLDPE用量增加，其沖擊強(qiáng)度大幅度上升
，表明混煉方式對(duì)共混體系沖擊性能有影響
，但規(guī)律不變。
PP/LLDPE 共混的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
當(dāng)LLDPE質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于50%時(shí)
，共混體系沖擊斷面光滑平整
，呈典型的脆斷特征；當(dāng)LLDPE質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)50%時(shí)
，材料斷面表現(xiàn)為韌性斷裂特征
，出現(xiàn)絲狀體，斷面凹凸不平
，有撕扯痕跡
，且兩相界面趨于模糊，此時(shí)
，材料的屈服強(qiáng)度迅速上升
；而當(dāng) LLDPE 用量增加至 70%時(shí)，可以清楚地看到 PP 相互交織成網(wǎng)，因此，材料在宏觀上具有很高的沖擊強(qiáng)度。
純PP球晶的尺寸很大
，球晶之間的界面清晰，所以PP的沖擊性能極差。相比之下 ，LLDPE的晶體非常細(xì)小
，晶體之間的界面也十分模糊，所以其沖擊性能很好
。
PP和LLDPE結(jié)晶形態(tài)的差異是因?yàn)閮烧叩慕Y(jié)晶速率不同引起的：PP 的結(jié)晶速率較慢(3.3X102nm/s)
，晶體生長(zhǎng)較大，晶體間的連接少
，故晶間界面分明
；而LLDPE的結(jié)晶速率非常快(8.3X102nm/s)
，晶體細(xì)小
，晶體間的連接也較多
，因而晶間界面模糊不清。
當(dāng)LLDPE加人PP后
，可以明顯觀察到PP球晶尺寸的減小
，晶體間界面變得模糊，有利于改善材料的沖擊性能
。LLDPE用量增加
，PP球晶進(jìn)一步減小，當(dāng)LLDPE質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到70%時(shí)
，PP晶體巳經(jīng)被分割成碎晶
，晶體間界面完全消失，與LLDPE混雜在一起
，難以分辨
，因此，共混體系的沖擊強(qiáng)度很高
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，不易被沖斷
。這說(shuō)明，LLDPE的加入細(xì)化了PP的球晶
，增加了晶體間的連接
，這是共混材料韌性改善的又一重要原因。
LLDPE 用量對(duì)共混效果的影響
隨LLDPE用量增加
，共混體系的屈服應(yīng)力下降，而斷裂伸長(zhǎng)率逐漸增加，并呈良好的線(xiàn)性關(guān)系。隨著LLDPE用量的增加，共混材料的維卡軟化點(diǎn)下降。當(dāng)LLDPE質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%-60%時(shí)，共混材料的維卡軟化點(diǎn)仍接近120℃。隨著LLDPE用量的增加，材料的沖擊強(qiáng)度增加，而拉伸屈服強(qiáng)度、拉伸模量、維卡軟化點(diǎn)降低。在以L(fǎng)LDPE為主的體系中，當(dāng)材料受到?jīng)_擊作用時(shí)
，除LLDPE消耗大量能量，提高材料韌性外，還由于LLDPE對(duì)PP球晶的插入、分割和細(xì)化，使PP晶體尺寸減小，晶體間連接增多，從而提高了材料的沖擊強(qiáng)度。PP/LLDPE共混體系中，當(dāng)LLDPE質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%-70%時(shí)，共混物逐漸形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有剛而韌的特性。