PE 和 PP 共混的比例不同，材料性能差异竟然那么大！
发布时间：2023-01-04
1、PE 种类对共混体系冲击性能的影响
不同类型的 PE 都可以改善 PP 的室温冲击强度，但差异十分明显。
对于 PP/HDPE 共混物，当 HDPE 质量分数低于 60 % 时，共混物强度基本不变；当 HDPE质量分数高于 60 % 时，共混物的冲击强度才有所增加。
对于 PP/LDPE 共混物，也只有当 LDPE 质量分数高于 60 % 时，其冲击强度才有较大幅度的提高。
而对于 PP/LLDPE 共混物，当 LDPE 质量分数大于 40 % 时，其冲击强度就有明显提高。当 LLDPE 质量分数达到 70 % 时，共混物冲击强度为 37.5 kJ/m2，可达到纯 PP 冲击强度的 20 倍，是同样用量的 PP/HDPE 和 PP/LDPE 共混物的 10 倍和 4 倍。
低温（-18 ℃）下，三种 PE 对 PP 韧性的改善变化趋势与常温时一致，还是 LLDPE 对 PP 的增韧效果最好。当 PP/LLDPE 质量比为 30/70 时，共混体系的冲击强度为 23.2 kJ/m2，是纯 PP 的 20 倍，而在同样条件下 PP/HDPE、PP/LDPE 共混体系的冲击强度仅为 5 kJ/m2 左右。这进一步说明在达到相同冲击强度时，LLDPE 的用量最少，即意味着可以更多地保持 PP 的刚性；而在相同用量时，LLDPE 改性的 PP 的冲击强度最好，这又使材料获得了更优异的韧性。
2、混炼方式对增韧效果的影响
采用双螺杆挤出机混炼的试样冲击强度最高，直接注射方式所得的试样冲击性能最差。由于注射机螺杆的有效长度小于挤出机，剪切混炼作用小，效果当然很差。在不同混炼方式下，材料的冲击性能表现出的规律一致，即 LLDPE 质量分数从 40 % 开始，随着 LLDPE 用量增加，其冲击强度大幅度上升；表明混炼方式对共混体系冲击性能有影响，但规律不变。
3、PP/LLDPE 共混的内部结构
当 LLDPE 质量分数小于 50 % 时，共混体系冲击断面光滑平整，呈典型的脆断特征；当 LLDPE 质量分数超过 50 % 时，材料断面表现为韧性断裂特征，出现丝状体，断面凹凸不平，有撕扯痕迹，且两相界面趋于模糊，此时，材料的屈服强度迅速上升；而当 LLDPE 用量增加至 70 % 时，可以清楚地看到 PP 相互交织成网，因此，材料在宏观上具有很高的冲击强度。
纯 PP 球晶的尺寸很大，球晶之间的界面清晰，所以 PP 的冲击性能极差。相比之下，LLDPE 的晶体非常细小，晶体之间的界面也十分模糊，所以其冲击性能很好。
PP 和 LLDPE 结晶形态的差异是因为两者的结晶速率不同引起的：PP 的结晶速率较慢（3.3 X 102 nm/s)，晶体生长较大，晶体间的连接少，故晶间界面分明；而 LLDPE 的结晶速率非常快（8.3 X 102 nm/S)，晶体细小，晶体间的连接也较多，因而晶间界面模糊不清。
当 LLDPE 加人 PP 后，可以明显观察到 PP 球晶尺寸的减小，晶体间界面变得模糊，有利于改善材料的冲击性能。LLDPE 用量增加，PP 球晶进一步减小，当 LLDPE 质量分数达到 70 % 时，PP 晶体巳经被分割成碎晶，晶体间界面完全消失，与 LLDPE 混杂在一起，难以分辨，因此，共混体系的冲击强度很高，不易被冲断。这说明，LLDPE 的加入细化了 PP 的球晶，增加了晶体间的连接，这是共混材料韧性改善的又一重要原因。
4、LLDPE 用量对共混效果的影响
随 LLDPE 用量增加，共混体系的屈服应力下降，而断裂伸长率逐渐增加，并呈良好的线性关系。随着LLDPE 用量的增加，共混材料的维卡软化点下降。当 LLDPE 质量分数为 40 % - 60 % 时，共混材料的维卡软化点仍接近 120 度。随着 LLDPE 用量的增加，材料的冲击强度增加，而拉伸屈服强度、拉伸模量、维卡软化点降低。
在以 LLDPE 为主的体系中，当材料受到冲击作用时，除 LLDPE 相消耗大量能量，提高材料韧性外，还由于 LLDPE 对 PP 球晶的插入、分割和细化，使 PP 晶体尺寸减小，晶体间连接增多，从而提高了材料的冲击强度。PP/LLDPE 共混体系中，当 LL-DPE 质量分数为 40 % - 70 % 时，共混物逐渐形成互穿网络结构具有刚而韧的特性。
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