PE 種類對(duì)共混體系沖擊性能的影響

      不同類型的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?？?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，不易被沖斷。這說明，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LLDPE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。