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我国热塑性工程塑料进展
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56
工程塑料应用
2005年,第32卷,第4期
2004年我国热塑性工程塑料进展
戴 芳柳洪超 孙安垣
(工程塑料应用》《杂志社,济南 250031)
摘要 根据2004年国内公开发表的文献,综述(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚醚、饱和聚酯等通用热塑性工程塑料的高性能化,聚醚砜、聚醚砜酮、聚醚醚酮酮、聚四氟乙烯、液晶聚合物等特种工程塑料的实用化,以及聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、热塑性弹性体等通用塑料的工程化等方面的研究进展,展望今后热塑性工程塑料的发展趋势。
关键词 工程塑料 热塑性塑料 改性 共混物 进展 2004年,随着我国国民经济的高速发展,热塑性工程塑料的应用领域不断扩大。
通过合金化、共混、复合等改性技术,特别是采用纳米材料后,加快了塑料品种多样化、特种工程塑料实用化、通用塑料高性能化的进程,无疑推动了塑料工业的发展。
从国内公开发表的文献可清楚地看出这一点。
1.2 聚酰胺(PA)PA6/UHMWPE共混物 天津科技大学
[7]
采用自制甲
1 通用工程塑料
1.1 (丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)
新型(丙烯腈/氯化聚乙烯/苯乙烯)共聚物 青岛科技大学[1]将制备的氯化ABS接枝胶粉(氯化聚丁二烯)后与
(苯乙烯/丙烯腈)共聚物(SAN)共混制得一种新型(丙烯
腈/氯化聚乙烯/苯乙烯)共聚物(ACS)。
加入50%的含氯量为10%~15%的氯化ABS接枝胶粉所制备的新型ACS材料耐老化性能优于ABS。
阻燃ABS 深圳市西甫新材料股份有限公司[2]用八溴联苯醚2Sb2O3阻燃的ABS具有较高的冲击强度,而用四溴双酚A2Sb2O3阻燃的ABS具有较好的熔体流动性能;乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺阻燃ABS有最好的耐热性。
ABS/MMT复合材料 华南理工大学
[3]
研究了蒙脱土
(MMT)用量和DCP交联对ABS复合材料力学性能的影响。
以ABS三单体固相接枝物作相容剂,随着MMT用量的增加,ABS复合材料的刚度提高;当MMT与DCP并用时,化学交联作用能够进一步改善复合材料的刚度和强度。
有机硅树脂与溴系阻燃剂协同阻燃ABS 华南理工大
学[4]用有机硅树脂(SFR100)和四溴双酚A双(2,32溴丙二基)醚(TBAB)阻燃ABS。
当TBAB和SFR100的质量分数分别为14%和4%时,氧指数从29.2%提高到31.8%,冲击强度从11.2kJ/m2提高到15.1kJ/m2。
ABS/PVC/PE2共混物 C空军第二航空学院ABS/硅酸盐复合材料 华南理工大学
[6][5]
用增容
剂氯化聚乙烯(PE2)改性ABS/聚氯乙烯(PVC)。
随着共C混体系中PE2用量的增加,ABS/PVC/PE2共混物的冲击CC强度、断裂伸长率提高,而拉伸弹性模量则出现了极大值。
单体接枝物作为增容剂,分别采用云母和高岭土制备了
ABS/硅酸盐复合材料。
云母可有效提高ABS的强度和刚
以固相ABS三
度,具有较好的综合力学性能。
基丙烯酸缩水甘油酯接枝高密度聚乙烯(HDPE2g2G)作MA为增容剂来增容PA6/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)共混物。
HDPE2g2G对PA6/UHMWPE增容作用明显,使其冲MA击强度提高1倍,断裂伸长率提高3%。
MC尼龙/玻纤复合材料 东北大学等
[8]
将磨碎玻纤与
浇铸(MC)尼龙制成MC尼龙/玻纤复合材料。
当加入10%的玻纤后,制品收缩率降低,热变形温度提高20℃,将该材料制成制品后的拉伸强度提高26%,弯曲强度提高13%,压缩强度提高36%。
PA6/水镁石共混物 大连理工大学等
[9,10]
将大分子界
面改性剂加入到PA6/水镁石共混物中。
共混物断裂伸长率提高12%以上,冲击强度提高1.5kJ/m2,当大分子界面改性剂的用量为8份,水镁石添加量为40%时,阻燃效果最佳,氧指数高达37%。
PA6/改性MMT纳米复合材料 北京理工大学等
[11]
以
自行合成的NJ-1型插层剂对MMT进行改性。
加入1.2%改性MMT,PA6/改性MMT纳米复合材料的拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量较PA6分别提高了14%、2%和16.
38.1%。
超细滑石粉改性MC尼龙 宁波职业技术学院[12]将超
细滑石粉加入MC尼龙中,以改性MC尼龙。
超细滑石粉的加入使MC尼龙的收缩率、吸水率都有所改善,热变形温度提高24℃,冲击强度较纯MC尼龙提高11%。
MC尼龙/纳米Al2O3复合材料 河北工程学院等
[13]
采
用原位聚合技术制备了纳米Al2O3增强MC尼龙复合材料。
当纳米Al2O3含量为4%时,MC尼龙/纳米Al2O3复合材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度均达到最大值,分别比纯
MC尼龙提高19%、和11%。
33%PA11/MMT纳米复合材料 华北工学院
[14]
采用熔体插
层法制备PA11/MMT纳米复合材料。
MMT含量为5%时,复合材料的冲击强度达最大值,是纯PA11冲击强度的2.5
收稿日期:
2005203217
戴芳,等:
2004年我国热塑性工程塑料进展
倍。
新型增韧剂增韧PA6 辽宁大学等
[15]
57
第五研究所[25]利用MC尼龙静态浇铸的原理,通过阴离子采用新型双官能聚合制得了玻纤、粉煤灰增强MC尼龙。
加入30%玻纤和
10%粉煤灰可使复合材料的拉伸强度提高13.8%,弯曲强
化增韧剂SWR-3C对PA6进行增韧。
室温下SWR-3C的质量分数为20%时,PA6的冲击强度达94.5kJ/m2,接近纯
PA6的10倍,达到超韧PA的性能指标。
度提高32.8%,弯曲弹性模量提高110%,无缺口冲击强度提高442%,硬度提高49.6%。
学[26]选择[苯乙烯/(乙烯/丁烯)/苯乙烯]嵌段共聚物癸酯(DIP)、2基苯磺酰酯(BSBA),采用共混挤出方法DN丁制备了PA1212/SEBS2g2/DIP/BSBA共混合金。
当MAD
m,是PA1212的20倍左右。
2
玻纤增强PA66 北京理工大学
[16]
采用自制的新型膨
胀型阻燃剂聚磷酸三聚氰胺(MPP)对玻纤增强PA66阻燃。
当添加25%MPP时,阻燃材料的氧指数为38.0%,达到UL
94V-0级。
高阻隔性可吹塑PA6复合材料 上海交通大学[17]将
(聚烯烃热塑性弹性体/丙烯酸酯类)共聚物(MST)与PA6
进行共混,制得高阻隔性可吹塑PA6复合材料。
当MST含量为10%时,可得到综合性能优于PA6的可吹塑高阻隔性材料。
该材料可用作汽车燃油箱、农药瓶、药品瓶等。
学
[18]
环氧树脂(EP)加入到MC尼龙中,经过优化后的配方为己份。
改性后MC尼龙的缺口冲击强度提高了30.68kJ/m2。
1.3 聚碳酸酯(PC)PC/PARL共混物 北京航空材料研究院
[28]
MAH),将其与PA6/UHMPWE共混,制得PA6/UHMWPE/HDPE2g2MAH共混物。
当HDPE2g2MAH的接枝率为0.5%
~1.5%时,共混物的吸水性能明显改善。
烯(PP)及甲基丙烯酸缩水甘油接枝聚丙烯(PP2g2G)与MA
AM共混合金。
当PAMAM在低用量时,可提高合金的结晶
酰胺-胺(PAMAM)树形分子与PA6共混,制得PA6/PAM2速度,对共混合金起增塑作用,当PAMAM为高用量时,对共混合金起到增强作用。
PA6/SEBS共混物 四川大学
[21]
氢化(苯乙烯/丁二烯/苯乙烯)共聚物(SEBS2g2MAH)作为增容剂加入到PA6/SEBS共混物中。
加入SEBS2g2MAH对共混物的熔融峰,结晶峰和结晶度都有影响。
抗静电PA6/ZnOw复合材料 华南理工大学
[22]
融共混法制备了PA6/氧化锌晶须(ZnOw)复合材料。
随着
ZnOw用量的增加,复合材料的表面电阻率和体积电阻率明
2
显下降,下降幅度达4个数量级。
当ZnOw含量为5.5%时半芳香型透明尼龙 郑州大学[23]采用多元共缩聚法制
缺口冲击强度达到最大值16.5kJ/m,为纯PA6的206.3%。
备半芳香型透明尼龙。
在一定范围内,其力学性能随注塑压
PA6/PA66/MMT纳米复合材料 青岛大学
[24]
力提高而提高,通过常温和高温调湿处理,其冲击强度提高。
用自制有机MMT与PA6/PA66通过熔融挤出制备出剥离型PA6/
PA66/MMT纳米复合材料。
加入纳米级MMT后复合材料拉
伸强度提高了17.1%;拉伸弹性模量提高了将近30%;拉伸屈服强度是纯PA6/PA66的1.22倍。
玻纤、粉煤灰增强MC尼龙复合材料 信息产业部电子
PA1010共混。
PA1010/PP2g2GMA共混物的力学性能比PA1010/PP共混物有明显的改善,接枝率越大,PP2g2G与MAPA1010的相容性越好。
PA6/PAMAM共混合金 北京理工大学
[20]
PA6/UHMWPE/HDPE2g2MAH共混物 天津科技大PA1010/PP2g2G共混物 MA长春工业大学等
[19]
内酰胺100份,EP3份,NaOH0.4份,甲苯二异氰酸酯1.0
采用溶液法制备马来酸酐接枝聚乙烯(HDPE2g2将聚丙以树枝状聚将马来酸酐接枝部分采用熔
熔融共混法和溶液共混法制备配比不同的聚碳酸酯(PC)/聚双(42苯基)丙烷苯二甲酸酯(PARL)。
熔融共混法制备羟的PC/PARL具有良好的透明性,PC与PARL的相容性很好。
PC/ABS手机充电器专用料 余姚市中发工程塑料有
限公司[29]以PC和ABS为基体树脂,添加增容剂、阻燃剂及
ABS手机充电器专用料的各项性能达到了指标要求。
。
PC/ABS/玻纤合金 辽宁大学等
[30]
其它助剂,挤出造粒制得PC/ABS手机充电器专用料。
PC/研究了增容剂马来
酸酐接枝ABS对PC/ABS合金及ABS/玻纤复合材料力学性
PC/ABS合金 华南理工大学
[31]
能的影响。
PC/ABS合金的冲击强度和断裂伸长率均提高。
将PC与2种不同粘度的ABS进行熔融共混,制备出PC/ABS合金。
合金的拉伸性能和冲击性能都有提高。
1.4 聚甲醛(POM)
充改性聚甲醛(POM)。
当纳米CaCO3质量分数为5%时,其复合材料的弯曲强度、弯曲弹性模量分别比纯POM提高
33%、45%。
缺口冲击强度达12kJ/m2,纳米CaCO3质量分数为20%时,
别与POM共混,制得POM/COPA、POM/LDPE、POM/HDPE三种共混体系,发现COPA对POM的增韧效果最好。
四川加入0.8%成核剂时,POM的缺口冲击强度达到最大值,由纯POM的6.5kJ/m2增加到7.2kJ/m2。
POM/LDPE共混物 四川大学
[35]
大学[34]考察了成核剂对POM结晶结构与力学性能的影响。
混制备POM/LDPE共混物。
当LDPE含量为10%时,共混
SEBS2g2质量分数为10%时,其缺口冲击强度为89.3kJ/MA
(SEBS2g2)和两种不同的小分子增塑剂邻苯二甲酸二异MA
环氧树脂改性MC尼龙 广东轻工职业技术学院[27]将
增韧改性POM 沈阳化工学院[33]将三元共聚尼龙
(COPA)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)分
PA1212/SEBS2g2/DIP/BSBA共混合金 郑州大MAD
分别采用
POM/纳米CaCO3体系 四川大学
[32]
用纳米CaCO3填
将LDPE与POM共
58
工程塑料应用
2005年,第32卷,第4期
份有限公司等[45]选用不同相对分子质量的PBT及PC,制备了一系列玻纤增强PBT/PC共混物。
当PBT与PC的相对分子质量或熔体粘度相匹配时,共混物性能优良。
62二甲酸乙二酯(PEN)与EPDM2g2萘MAH在Haake流变仪PET/MMT复合材料 东华大学
[47]
物的摩擦系数由纯POM的0.30降低到0.13,磨痕宽度从纯
POM的4.44mm降至3.94mm。
POM/热塑性聚氨酯(PUR2T)/CaCO3复合材料 四川PET/EPDM2g2G共混体系 MA中科院长春应用化学研PET/MMT纳米复合材料 东华大学PET/EPDM复合材料 中国科学院长春应用化学研究
大学
[36]
两步法制备了POM/PUR2T/CaCO3复合材料。
两步法制备复合材料的冲击韧性大大高于一步法,纳米CaCO3填充复合材料的综合性能优于其它粒径的填料。
当PUR2T用量约为10%,CaCO3用量为3%时,复合材料的冲击强度比纯相比,弯曲弹性模量提高了21%,且PUR2T用量从30%降至
10%,成本大大降低。
POM提高了3倍,与同等增韧效果的POM/PUR2T(70/30)DMC聚醚 中国科学院广州化学研究所
[38]
耐老化POM 四川大学[37]以自制高分子改性剂、其它
改性剂改性POM,制得耐老化POM。
经紫外线照射后,改性
POM的最大应力保持率为99.49%,断裂伸长率保持率为100.66%,冲击强度保持率为56.14%。
1.5 聚醚
氰化物(DMC)催化环氧丙烷均聚反应,制得DMC聚醚。
采用调节剂后加入法,不仅可减少产物中高分子量组分的含量,而且可直接使用来源更广的小分子有机物取代低聚醚作调节剂,得到低饱和度的DMC聚醚。
1.6 饱和聚酯
玻纤增强PBT/PC共混体系 东华大学
共聚物(ACR)作抗冲改性剂,制备了不同组成的玻纤增强聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)/PC共混体系。
当ACR加入15%时,冲击强度较无ACR时提高了8kJ/m。
究所
[40]2
聚物(EPDM2g2G)与聚对苯二甲酸乙二酯(PET)共混,制MA得PET/EPDM2g2G共混体系。
当EPDM2g2G含量为MAMA
5%时,材料的缺口冲击强度为纯PET的12倍;当EPDM含
[41]
量为20%~30%时,材料的综合力学性能较好。
采用熔融共混法制备了PET/MMT纳米复合材料。
增容剂及增韧剂的引入较大程度地提高了复合材料的缺口冲击强度。
玻纤增强PTT 合成纤维国家工程研究中心
[42]
与聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)共混。
玻纤增强PTT可大幅度提高PTT的力学性能和热性能。
BMDI改性低粘度PBT 南京工业大学
[43]
端基氰酸酯(BMDI)为改性剂,对低粘度PBT进行扩链改性研究。
随着BMDI用量的增加,玻纤增强低粘度PBT的力学性能得到提高,基本达到玻纤增强正品PBT的性能指标。
所等
[44]
采用PUR2T为增韧剂,CaCO3为增强剂,用一步法和用双金属
[39]
以丙烯酸类
将甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝(乙烯/丙烯/二烯)共
以PET为基体,
将玻纤
以自制的封
以聚苯乙烯(PS)、、MA作为PET/EPDM复合DCPG
材料的增容剂,探讨了该共混物的结晶性能和形态。
玻纤增强阻燃PBT/PC共混物 上海杰事杰新材料股
上共混,制得PEN/EPDM2g2MAH共混物。
研究了该共混物的脆韧转变情况。
通过熔融共混法制备了PET/MMT复合材料。
当加入1%MMT时,材料的拉伸强度提高25%,材料的综合力学性能较好。
上海氯碱化工股份有限公司[48]将十六烷基三甲基溴化铵/聚乙二醇混合物处理的MMT与PET在Haake流变仪上熔融复合,制备了
PET/MMT纳米复合材料。
当有机MMT用量为5%时,材料PET/ZnO纳米复合材料 浙江大学
[49]
的热变形温度及弯曲弹性模量达到154℃3.335GPa。
和
在条件下,通过对苯二甲酸、乙二醇酯化和缩聚反应制备了
PET/ZnO纳米复合材料。
复合材料的结晶度和结晶速率提PBT 辽宁大学
[50]
高。
增强PBT进行了增韧研究。
当增韧剂的质量分数为10%时,冲击强度是纯PBT的2倍。
2 特种工程塑料
2.1 聚醚砜(PESU)
出制备了不同比例的二氮杂萘联苯聚醚砜(PPES)和聚砜低聚物(O-PSU)的共混物。
加入O-PSU后,明显地改善了
PPES的熔融加工性能。
2.2 聚醚砜酮(PESK)
-共沉淀的方式制备了含二氮杂萘联苯型结构的聚醚砜酮
(PPESK)/GF复合材料。
当玻纤含量为20%时,玻纤较长PPESK/ABS/TK复合材料 大连理工大学等
[53]
或较短时PPESK/玻纤的长期力学性能均达到最大。
共沉淀法制备了不同比例的含二氮杂萘联苯型结构的聚醚砜酮(PPESK)/ABS/钛酸晶须复合材料。
在290~310℃,下测定了复合材料的流变性能。
2.3 聚醚醚酮酮(PEEKK)PEEKK 吉林大学
[54,55]
联的硫醚结构,得到使用温度更高的可交联聚醚醚酮酮
(PEEKK)。
对其熔融态非等温结晶动力学以及热动力学进
行了研究。
2.4 聚四氟乙烯(PTFE)
PTFE/纳米Al2O3复合材料 南京农业大学[56]将PTFE
与纳米Al2O3复合,制得PTFE/纳米Al2O3复合材料。
纳米
Al2O3经表面处理后的复合材料的耐磨粒磨损性能优于未PTFE/PT复合材料 W南京工业大学
[57]
PEN/EPDM2g2MAH共混物 长春工业大学PPES/O-PUS共混物 大连理工大学
[51]
[46]
将聚2,
在纳米ZnO存
采用新型双官能化增韧剂对PBT及
通过熔融挤
PPESK/玻纤复合材料 大连理工大学
[52]
以溶液共混
用溶液
将聚醚醚酮的主链中引入可交
经表面处理的纳米Al2O3复合材料。
用钛酸钾晶须
戴芳,等:
2004年我国热塑性工程塑料进展
(PT)增强PTFE,制得PTFE/PT复合材料。
复合材料的WW
59
者的拉伸强度较纯HDPE分别提高50%和45%,弹性模量分别提高40%和25%。
小粒径玻璃微珠共混改性LLDPE 四川大学[68]将小粒径玻璃微珠与LLDPE共混。
当玻璃微珠粒径为3μm时,该
磨损量为纯PTFE的1/10。
当PT的质量分数为5%时磨W损量最小,拉伸强度最高。
2.5 其它
向列型网络液晶聚合物 东北大学
[58]
以双烯类液晶单
体系的拉伸强度、冲击强度最大;当玻璃微珠粒径为5μm时,拉伸弹性模量最大。
UHMWPE/FM4共混物 上海化工研究院
[69]
体42一烯酰氧基苯甲酸2′丙氧基苯甲酸对苯二酚双酯十42烯为交联剂,通过与聚硅氧烷接枝反应
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