[發明專利]一種以無規聚丙烯作為彈性體增韌等規聚丙烯iPP制品的方法

有效

• 申請號: 201310193831.0
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN103273614A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 雷軍;張正馳;李忠明;鐘淦基;陳晨
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B29C45/00
• 分類號: B29C45/00;B29C45/78;B29B9/06;C08L23/12
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術領域

本發明屬于高分子材料加工及高分子共混材料制備領域，主要涉及無規聚丙烯(aPP)/等規聚丙烯(iPP)共混材料注塑制品的制備，以及無規聚丙烯(aPP)的高效利用。?

背景技術

聚丙烯(PP)作為一種通用高分子材料，因其優異的綜合性能在各個方面得到了廣泛的應用。按其側鏈上甲基的分布可分為等規聚丙烯(iPP)、無規聚丙烯(aPP)和間規聚丙烯(sPP)。其中最為常見的是iPP，以其優異的綜合性能，如：易加工，高耐熱性和高強度等，在注塑、擠出、吹塑等生產中應用廣泛。然而，在常規加工方法獲得的iPP制品，其晶體（通常為球晶）尺寸大，晶間連接分子少，制品的韌性較低，尤其是低溫韌性更差，這極大地限制了iPP應用領域的擴大，因而對iPP制品進行增韌受到了學術界和工業界的廣泛關注。目前，改善iPP制品的韌性有四種常用的方法，即共聚[P.Galli,et?al.Prog.Polym.Sci.2001,26,1287.]、與橡膠或熱塑性彈性體共混[C.Bucknall,et?al.Macromol.Symp.1996,101,265.]、利用無機粒子或納米填料增韌[R.Karnani,et?al.Polym.Eng.Sci.1997,37,476.]以及添加β成核劑[J.Varga.J.Macromol.Sci.,Phys.2002,41,1121]。其中，采用共聚或添加彈性體的方式成本較高；添加無機粒子的方法也因為無機粒子與?iPP的界面相容性較差，故增韌的同時會大幅降低強度；加入β成核劑雖然是一種有效的增韌方式，但對生產工藝有較高的要求。?

aPP是iPP合成過程中的一種副產物，由于催化劑的效率不可能達到100%，所以，aPP總是不可避免地產生。雖然目前工業上用于PP合成的催化劑效率基本都在95%以上，但鑒于PP每年巨大的生產量，aPP的絕對產量仍然相當可觀。aPP由于不具備立構規整性，因而不能結晶，其玻璃化轉變溫度(T_g)在0℃左右。常溫下，根據分子量的不同，aPP表現為粘稠的油狀液體或蠟狀發粘的彈性體。通常情況下，aPP分子量低、分子量分布較寬、結構不規整、內聚力低，因而機械性能和耐熱性較差[J.Yang,et?al.J.Appl.Polym.Sci.2005,98,1087.]。目前，aPP主要用于改性瀝青防水卷材、制備填充母料和作為熱熔膠等低附加值應用領域。在石油資源日益緊缺的今天，這無疑是一種極大的浪費。如何將aPP高效、高附件值地利用起來就成為了一個亟待解決的問題。?

考慮到aPP是一種彈性體，且與iPP具有相似的分子結構和良好的相容性，因而將其加入iPP中進行增韌是一種制得探索的選擇。這種方法具備以下優勢：首先，aPP作為一種生產副產物，相對便宜，因而成本較低；其次，有報道稱aPP與iPP在熔體狀態下具有良好的相容性[R.Maier,et?al.J.Polym.Sci.Part?B:Polym.Phys.1997,35,1135.]，因而兩者容易混合均勻，不需要特殊的加工設備；第三，aPP與iPP的差別僅僅在于分子鏈中甲基的排列，兩者良好的相容性也使aPP的添加量可以隨意控制，且不存在界面相容性差的問題；第四，?這種方法能夠高效、高附加值地大量利用aPP，從而節約珍貴的石油資源。?

但是，aPP增韌iPP面臨一個瓶頸問題，就是aPP的加入會導致iPP力學強度顯著降低。其原因是aPP一般分子量低，分子結構不規整不能結晶，缺少物理或者化學的交聯點，形變后難以回復，故力學性能很差，因此將aPP加入到iPP中會不可避免地造成力學性能的劣化。研究表明，流動場誘導形成的取向晶體(即串晶，shish-kebab結構)，可以賦予材料優異的力學性能、抗磨損性能和抗疲勞性能[B.Schrauwen,et?al.Macromolecules2004,37,8618.]。因此我們期望aPP/iPP共混物的注塑制品中形成shish-kebab結構，彌補因aPP加入造成的力學性能劣化。?