聚丙烯(PP)納米塑料技術(shù)進(jìn)展
時(shí)間:2005-05-31
聚丙烯(PP)納米復(fù)合材料的出現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)PP的增強(qiáng)增韌改性提供了一條重要的新途徑。將納米級(jí)的填料通過(guò)共混、插層等手段均勻地分散到PP基體中；可獲得優(yōu)異綜合性能的PP納米復(fù)合材料，使PP材料增強(qiáng)增韌，阻隔性、阻燃性、熱變形溫度和耐老化性提高。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外對(duì)PP納米復(fù)合材料的研究極為活躍，制備方法各具特色，所添加填料品種很多。根據(jù)所添加的填料種類可將PP納米復(fù)合材料大致分為兩大類：一類是 PP/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料，其中的填料包括蒙脫土、水渾石、海泡石、 云母、滑石、綠土、高嶺土等。制備這類納米復(fù)合材料是采用插層法、復(fù)合法，包括單位插層聚合法、聚合物溶液插層聚合物熔體直接插層法和溶膠—凝膠法等4種。 其中聚合物熔體直接插層法是指將聚合物和無(wú)機(jī)填料混合，然后加熱到PP熔點(diǎn)以上，在擠出機(jī)或混煉機(jī)中通過(guò)剪切力使兩者混合均勻，插層解離而得到納米復(fù)合材料。由于這種方法具有操作簡(jiǎn)單，可用傳統(tǒng)的方法加工、易于工業(yè)化、沒(méi)有溶劑等添加物、不存在環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。故目前研究較多，有較大的發(fā)展前途；另一類是PP/ 無(wú)機(jī)剛性粒子納米復(fù)合材料，其中的填料包括CaCO3、SiO2、Al2O3、SiC、Si3N4等。目前，制備PP/無(wú)機(jī)剛性粒子納米復(fù)合材料基本上是采用熔融共混的方法， 在雙螺桿擠出機(jī)中依靠剪切力的作用將納米級(jí)無(wú)機(jī)剛性粒子分散到PP基體中，得到PP納米復(fù)合材料。 從研究的情況來(lái)看，PP/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料的研究要比PP/無(wú)機(jī)剛性粒子納米復(fù)合材料多得多，其廣度和深度都是后者無(wú)法比擬的，理論上和實(shí)際應(yīng)用上的研究成果都比較顯著，是PP納米復(fù)合材料發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)方法。
1991年，日本豐田汽車工業(yè)公司與三菱化學(xué)公司共同開發(fā)成功PP/EPR/ 滑石粉納米復(fù)合材料。該納米復(fù)合材料克服了以往PP改性材料韌性增加而斷裂伸長(zhǎng)率下降的缺點(diǎn)，兼具有高流動(dòng)性、高剛性和耐沖擊性，用于制造汽車的前、后保險(xiǎn)杠，并于1991年實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn)，該材料被稱為“豐田超級(jí)烯烴聚合物”。PP／EPR ／滑石粉納米復(fù)合材料與彈性體改性PP的性能比較如下表：
面對(duì)今后汽車的設(shè)計(jì)、制造向全球化發(fā)展的趨勢(shì)，豐田汽車工業(yè)公司計(jì)劃使這種PP納米復(fù)合材料成為汽車上統(tǒng)一使用的標(biāo)準(zhǔn)材料。該公司還計(jì)劃將目前汽車上用的7種外裝飾樹脂材料、13種內(nèi)裝飾樹脂材料研究開發(fā)成納米復(fù)合材料。
