多功能化－高分子助劑發展的方向
時間:2005-06-22
馮嘉春 鄭德 陳鳴才 黃維
（復旦大學先進材料研究院，上海 200433; 廣東煒林納功能材料有限公司 佛山528521）
助劑在高分子材料工業中的地位日益重要。對于通用塑料的高性能化而言，改性助劑性能的優劣，在一定和試上已成為能否達到改性效果、獲得高性能材料的關鍵。為了改善材料的各種性能，單獨一種助劑往往不能滿足需要，要使用到多種助劑。但多種助劑并用時，各種助劑往往并不能象單獨使用時那樣發揮各自的作用或產生正的協同效應，甚至會產生負的協同作用，導致某些助劑無效乃至產生不良作用，使材料性能劣化。如果一種助劑，使其同時具有多種功能，可有效避免多種種助劑并用時產生不良作用，使材料在多方面同時具有優良的性能。開發同時具有多種功能的助劑，已成為目前高分子助劑研究工作的一個重要發展趨勢。
本工作制備了一種新型稀土多功能助劑WBT，結構上的特點，使得該助劑同時具有以下幾種作用：首先，它是聚丙烯（PP）的一種高效b成核劑，從Figure 1可以看出，加入0.1%的WBT，可以誘導聚丙烯（均聚物，牌號F401）產生高達90%的b晶型；其次，它又是一種高效的的偶聯劑，對碳酸鈣、硫酸鋇等無機粒子具有很好的表面處理作用，用其處理的碳酸鈣，以1:1的比例加入PP得到的復合物，沖擊斷口用掃描電子顯微鏡觀察，如Figure 2所示，可以看出，用WBT處理的CaCO3，在PP中分散性好，斷口呈明顯的塑性破壞，不象未經處理的CaCO3，在PP中團聚明顯，斷口呈明顯的脆性破壞。同時，WBT還是一種優良的加工助劑，在70/30的PP/CaCO3復合物中，如果CaCO3未經處理，復合物的熔體流動速率（MFI）不足純PP的30%，而用2.5%的WBT處理過的CaCO3體系，MFI與純PP相當。用不同用量WBT處理后的CaCO3加入PP得到的復合物，缺口沖擊強度與無機粒子含量之間的關系如Figure 3所示：對于50/50的PP/CaCO3 體系，當REC的用量分別為0.5, 1.0, 2.5, 5.0%時，缺口沖擊強度分別為 8.10、9.32、8.92和9.01 kg.cm/cm2, 分別高于純PP約 50%、80%、70% 和 72%。在本工作所采用的REC用量中，2.5% 時體系具有最大的沖擊強度，50/50的PP/CaCO3 的體系，沖擊強度可達到純PP的1倍以上。
本工作開發的新型助劑，針對高分子復合改性材料中普遍存在的幾個關鍵問題，將無機粒子的偶聯劑、聚丙烯的b成核劑及加工助劑這三種功能集于一身體，可協同解決PP基復合材料高填充量時韌性差、加工性能嚴重劣化的問題。
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