PP改性知识大全（含配方）

前言PP是一种常用的塑料原料，也是常用的改性原料之一，对其改性方法可分为填充改性、增强增韧改性、共混改性及功...

无机填料：云母、碳酸钙、滑石粉、硅灰石、炭黑、石膏、赤泥、立德粉、硫酸钡等；

有机填料：木粉、稻壳粉、花生壳粉等。

填充物填量举例：

云母的添加量为40%以下，粒径在300目以上；钛酸酯偶联剂用量为云母的30%左右；硅烷偶联剂用量较少，若用丙烯酸表面处理剂时，用量可加大到5-10%。云母的长径比越大，增强效果越好。采用静态混合器、销钉型混炼螺杆、双螺杆挤出机等有助于提高填充效果。

硅灰石的用量在30-40%，粒径采用300-325目，填充后的复合材料拉伸强度降低、缺口冲击强度提高。

其他滑石粉、赤泥、重质碳酸钙等填充PP时，粘度增加较大。随切变速率增加，粘度增大现象逐渐减弱，一般可用表面处理剂如聚乙烯蜡、脂肪酸盐等及采用双螺杆挤出机。

用有机填料木粉、玉米棒芯时，应选择长径比大于15的为好，可改善韧性和负荷畸变度。

低填充时：滑石粉含量10-20%时，PP复合材料可取代ABS或高抗冲聚苯乙烯；

高填充时：滑石粉含量超过30%，只主要用于热变形温度、模量等性能要求较高的制品。

不同粒度碳酸钙在HDPE中的临界值

增韧效果:随粒径的减小增韧效果越来越好增强材料：玻璃纤维、石棉纤维、单晶纤维和铍、硼、碳化硅等，另外填料改性中的云母、滑石粉处理好时，也能作为增强材料用。

增韧配方设计注意事项：

1、弹性体与树脂的相容性要好

塑料的极性大小为：纤维素塑料＞PA＞PF＞EP＞PVC＞EVA＞PS＞PP/HDPE/LDPE/LLDPE；弹性体的极性大小为：丁晴胶＞氯丁胶＞丁苯胶＞顺丁胶＞天然胶＞乙丙胶。

高极性树脂选用高极性弹性体，低极性树脂选用低极性弹性体。

2、相容剂：适当的相容剂，可提高两者的相容性。常用的相容剂为树脂或增韧剂的马来酸酐或丙烯酸类接枝物。

3、弹性体的协同作用：不同品种的弹性体一起加入会有协同作用，如在PP增韧配方中，EPDM和ABS复合加入增韧效果好。

4、需要考虑的其他因素：透明级——MBS；阻燃级——CPE；耐候级——CPE、ACR、EVA；低成本——CPE及EVA；不同弹性体价格高低顺序为：MBS＞ACR＞ABS＞NBR＞CPE＞EVA。

5、刚性补偿：为了弥补刚性的损失，需在配方中加入碳酸钙、滑石粉及云母粉等刚性填料；还可在弹性体增韧体系中加入AS、PMMA等刚性有机树脂。

6、弹性体的加入量：一般情况下，弹性体的加入量有一个最佳值。如在PVC中加入MBS时，加入量15%为最大值。

7、协同加入加工助剂：对于弹性体加入量大的增韧配方，除ACR弹性体外，都能增加熔体的黏度。为此，大都需要加入润滑剂或加工助剂，以改善其加工性能。

8、弹性体的粒度：弹性体的粒度对增韧效果影响很大。按弹性体增韧理论，对脆性树脂如PS、PP等弹性体的粒度可相对大些；而对于韧性好一些的树脂如PVC、POM、PET等，弹性体的粒度可相对小些。

无机刚性粒子增韧配方设计举例

• PP/碳酸钙增韧体系

用1250目碳酸钙，经烷基羧酸盐偶联体系高效活化处理后，在PP(2401)中加入20%时，冲击强度可提高10%以上，对此体系，如在用主偶联剂烷基羧酸盐处理的同时，用助偶联剂改性石蜡或EPDM处理，在碳酸钙加入量达到30%时，复合材料的冲击强度会提高20%以上。

• PP/高岭土增韧体系

用一种改性的环氧树脂类界面改性剂对高岭土表面进行处理，随填充量的增加，PP的冲击强度急剧升高；当加入量为30%时，复合材料的缺口冲击强度比未处理高岭土填充的提高20%。

• 沉淀BaSO4

为使沉淀BaO4能够较好地包覆，并很好地分散在PP中，需用偶联剂和分散剂对其进行表面处理和预分散。在30%加入量时，经过处理可使其冲击强度提高近2。

• 纳米填料

指粒度小于100nm的一类填料，随填料加入量的增大，拉伸强度和冲击强度呈抛物线变化。开始随加入量增加而增大，达到一个最高峰值后，随添加量增加而下降。纳米填料的增韧改性存在一个最佳加入量，一般在10份以下，与最佳加入量对应的冲击强度会成倍增长。

• 碱土金属盐

在PP中加入碱土金属盐，当加入量达到40份时，冲击强度达到最大值，此时冲击强度增加2倍之多。

增韧改性配方举例

PP（F401）

13

PP（1340）

20

丙烯酸接枝聚丙烯

25

POE（8180）

12

抗氧剂（1010）

0.1

抗氧剂（DLTP）

0.1

CaCO3（2500目）

30

钛酸酯偶联剂

0.3

加工工艺：按配方称量，高速混合机初混，双螺杆挤出机共混造粒

用途：可涂装汽车保险杠蒙面料

PP（EPF30R）

100

POE（DOW）

5

BaSO4

30

β晶成核剂

0.3

用途：耐候性刚性增韧PP

增韧体系

PP/PE增韧体系

LDPE对PP的增韧效果明显，却会造成其他力学性能如弯曲模量的迅速下降。

HDPE在PP中加入量小于10%时，对PP具有刚性增韧效果，即增加冲击性能的同时，其他力学性能又不下降。

LLDPE对PP的增韧效果介于LDPE和HDPE之间，加入量以5%-20%为好。

UHMWPE对PP不仅有增韧作用，还可实现原位成纤增强效果。

PP/EVA增韧体系

EVA在增韧PP的同时，还可以提高断裂伸长率、熔体流动指数和表面光泽度。所选用的EVA中VA的含量为14%-18%之间。用20%EVA-15增韧PP，其冲击强度提高12倍之多，刚性下降幅度小。

PP/PA6增韧体系

PP/PA6共混体系可改善两者本身固有缺点，使材料具有优良的综合性能指标，选取15%PA6加入PP中，可使其冲击强度提高50%，拉伸强度下降13.8%。

mPE/PP增韧体系

mPE具有非常低的玻璃化温度，而且断裂伸长率很大，非常适合于PP的增韧改性。

在PP中加入40%mPE，于-30℃下的缺口冲击强度超过纯PP的20倍，约为同等质量份数EPDM增韧效果的9倍。复合材料具有较低的拉伸永久变形、压缩永久变形和蠕变变形，卓越的低温型能和加工性能，成为EPDM的强有力竞争者。

POE增韧PP体系

PP/POE是近年来开发的弹性体增韧PP体系，其增韧效果最好，耐候性好，流动性佳，热稳定性好，加工性能好，也是目前最常用的弹性体增韧PP体系。

POE在PP中加入量超过15%时，增韧效果迅速提高。如在PP中加入30%POE时，其缺口冲击强度从纯PP的76.4J/m增加到626J/m。与EPDM相比，POE内聚能低、不含双键、耐候性好，是EPDM的强有力替代品。

SBS增韧PP体系

当SBS的含量在0-10份之间时，冲击强度随加入量增大而增大；超过15份后，冲击强度反而下降。如用SBS与PP制成的耐冲击型PP的常温和低温冲击性能分别提高5倍和10倍。

EPDM、EPR增韧PP体系

EPDM（乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物）、EPR（乙烯-丙烯二元共聚物）是PP传统最常用弹性体增韧材料。在5%-30%的含量范围内，随其加入量的增大，体系的冲击强度近似线性迅速增大；但同时，体系的弯曲强度、拉伸强度、热变形温度等明显降低。

BR增韧PP体系

顺丁橡胶（BR）具有高弹性、良好的低温性能（玻璃化温度-110℃）、耐磨性、耐挠曲性等优点，BR的溶解度参数与PP接近，与PP的相容性好，增韧效果好。当PP/BR为100/15时，其冲击强度提高近6倍，脆化温度下降到8℃（下降23℃）。

塑料/弹性体协同增韧PP体系

弹性体与PP共混虽然具有优良的冲击强度，但刚性、强度和热变形温度等性能损失较大，且成本提高明显。为了改善力学性能和降低成本，在弹性体/PP增韧体系中，加入塑料形成弹性体/塑料/PP三元共混体系。共混改性是指用其他塑料、橡胶、或热塑性弹性体与PP共混，填入PP中较大的晶球内，以此改善PP的韧性和低温脆性。

共混改性配方举例

原料

基本配方/份

原料

基本配方/份

PP（ T30S）

100

PA6（  M2800）

14

PP-g-MAH

6

纳米CaCO3

12

加工工艺

温度（单位：℃）

一区

二区

三区

四区

五区

六区

机头

175

185

190

210

225

235

215

注意事项：

1、PA6在80℃鼓风干燥箱中干燥8h；

2、PP-g-MAH在75 ℃鼓风干燥箱中干燥4h；

3、按配方称量在高混机中混合均匀，再经双螺杆挤出机共混挤出造粒。木粉填充PP

物料名称

添加比例

PP

92.5%

木粉（用17.5%NaOH溶液处理，40~60μm）

7.5%

改性后材料性能

拉伸强度/MPa

27.9

伸长率/%

498

简支梁缺口冲击强度23℃/（KJ/m2）

6.31

弯曲强度/MPa

60.6

复合增强PP材料

PP（燕山石化1300）

100

玻璃纤维

25

云母粉

15

硅烷偶联剂

0.5~1

PP/EVA/CaCO3 增韧体系

PP

100

CaCO3

30

EVA（VA15%）

20

HDPE

10

石蜡

2

抗氧剂

1

抗静电聚丙烯

PP

100

HZ-14（抗静电剂）

1

白油

0.2

颜料

适量

抗老化PP配方

PP

100

抗氧剂 1010

0.1

抗氧剂 DSTP

0.3

脱氧剂

0.3

稳定剂 77D

0.05

紫外线吸收剂 BAD

0.1

紫外线吸收剂 327

0.15

加工条件：（1）造粒条件：温度 170℃、175℃、185℃、185℃；螺杆转速70r/min。

（2）吹膜条件：温度 170℃、200℃、225℃、230℃；螺杆转速30r/min；牵引转速6r/min。

高冲击型PP/Mg(OH)2阻燃材料

PP

50

Mg(OH)2

50

稀土偶联剂

2.5

加工条件：（1）Mg(OH)2在120℃下烘干10h；（2）在高温器中加入稀土偶联剂，于60℃下，高速搅拌10min。

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