全 文 ：聚丙烯 /弹性体 /滑石粉三元共混体系的尺寸收缩与性能研究
宁凯军 阳范文 肖 鹏 陶四平 陆湛泉
(金发科技股份有限公司产品研发中心，塑料改性与加工国家工程实验室，广州 510520)
摘要 系统研究了乙烯 －辛烯共聚物(POE)和 Vistamaxx两种弹性体对滑石粉改性聚丙烯(PP)共混体系的尺
寸收缩率、力学性能和结晶行为的影响。结果表明，随着弹性体用量的增加，材料的收缩率、拉伸强度、弯曲强度和
弯曲弹性模量下降，断裂伸长率和冲击强度上升;POE对 PP的结晶影响不大，Vistamaxx质量分数为 20%时对 PP的
结晶影响大;POE对收缩率的降低效果优于 Vistamaxx，添加 20%的 POE可将收缩率降低到 0． 65% ～ 0． 77%，共混体
系中的分散相形态越复杂、尺寸分布越宽，对于降低收缩率越有效。
关键词 聚丙烯 弹性体 共混 收缩
聚丙烯(PP)具有密度小、强度高、耐热、绝缘和
耐化学药品等优点，在家电、汽车和日常用品方面得
以广泛应用。PP 是一种结晶性聚合物，在加工、储
存及使用过程中存在由于结晶引起冲击性能下降、
尺寸收缩、翘曲和内应力等问题，使其在加工和应用
上受到了一些限制［1 － 2］。
随着塑料改性技术的进步和发展，通用塑料的
高性能化已成为当前塑料工业优先发展的重点领域
之一。通过增韧、增强、填充、合金化等技术可降低
PP的收缩率，改善其综合性能，如用乙烯 －辛烯共
聚物(POE)与 PP 共混可提高韧性、降低尺寸收缩
率［3 － 5］。与 POE相比，Vistamaxx是以丙烯为主体的
弹性体，与 PP 的相容性更好［6］，将其与 PP /滑石粉
共混改性降低收缩率的研究还未见诸报道。随着我
国家电、汽车行业的迅猛发展，对综合性能优异、成
型收缩率较低的改性 PP 需求日益增长。研究一种
低收缩率、尺寸稳定的改性 PP，有望在家电、汽车等
领域替代丙烯腈 －丁二烯 －苯乙烯塑料(ABS)等材
料，对于降低成本、提高我国家电和汽车行业的国际
竞争能力具有积极的促进作用。
笔者系统研究了 POE 和 Vistamaxx 两种弹性体
对滑石粉改性 PP共混体系收缩率和力学性能的影
响，分析弹性体对 PP 结晶和熔融行为的影响，探讨
弹性体降低 PP收缩率的机理，为制备一种低收缩、
综合性能优良的 PP改性材料提供理论指导。
1 实验部分
1． 1 原材料
PP:7726，中国石油化工股份有限公司燕山分
公司;
滑石粉:5 μm(3000 目) ，广西桂林桂广滑石粉
有限公司;
POE:ENGAGE 8100，美国陶氏化学工业有限公
司;
Vistamaxx:6102，美国埃克森美孚化工公司;
抗氧剂:IRGANOX B225，德国巴斯夫化学公
司。
1． 2 主要设备、仪器
双螺杆挤出机:SHJ － 30 型，南京瑞亚高聚物装
备有限公司;
注塑机:HTB80 型，宁波海天机械有限公司;
万能试验机:CMT40204 型(20 kN) ，深圳市新
三思材料检测有限公司;
冲击试验机:892 型，美国 Tinius Olsen公司;
差示扫描量热(DSC)仪:DSC2003F3 型，德国
Netsch公司。
1． 3 试样制备
将 PP、填料、抗氧剂和添加剂混合均匀，采用双
螺杆挤出机挤出造粒，采用注塑机注塑成标准样条
或样板。试样中弹性体质量分数为 0 ～ 20%。
1． 4 性能测试
收缩率:在同一工艺条件下注塑 200 mm × 50
mm ×2 mm样板，自然冷却 24 h 后测试模具长度与
样板长度之差，该差值与模具长度之比即为收缩率，
上下限分别为注塑压力设定为 45、30 MPa时测得的
收缩率。
拉伸性能按 GB /T 1040 － 2006 测试;冲击性能
按 GB /T 1843 － 2008 测试;弯曲性能按 GB /T 9341
－ 2008 测试。
DSC分析:取 8 ～ 10 mg 样品，在 N2 气氛中以
10℃ /min升温速率从 50℃ 升温至 200℃，再以
收稿日期:2011-05-10
8 工程塑料应用 2011 年，第 39 卷，第 7 期
10℃ /min降温速率降温至 50℃，测试 2 个循环，记
录熔融和结晶曲线。
2 结果与讨论
2． 1 弹性体用量对共混体系收缩率的影响
弹性体用量对共混物收缩体系的影响见图 1。
由图 1 可看出，随着弹性体用量的增加，共混体系的
收缩率呈下降趋势，说明这两种弹性体可降低共混
体系的收缩率。在添加量一样的情况下，添加 POE
时收缩率降低幅度较大，说明 POE 降低收缩率的作
用优于 Vistamaxx。当 POE 质量分数为 20%时，收
缩率上下限分别为 0． 77%和 0． 65%，基本接近 ABS
的收缩率。
1—上限;2—下限
a—POE;b—Vistamaxx
图 1 弹性体用量对共混体系收缩率的影响
2． 2 弹性体用量对共混体系拉伸性能的影响
弹性体用量对共混体系拉伸性能的影响见图
2。由图 2 可看出，随着弹性体用量的增加，共混物
的拉伸强度逐渐下降，断裂伸长率增加，说明这两种
弹性体的加入导致材料变软。在添加量一样的情况
下，添加 POE时拉伸强度下降较多。原因在于 POE
是以乙烯为主体的共聚物，Vistamaxx 是以丙烯为主
体的共聚物，丙烯嵌段的刚性优于乙烯嵌段，故拉伸
强度下降较少。
2． 3 弹性体用量对共混体系冲击性能的影响
弹性体用量对共混体系冲击性能的影响见图
3。由图 3 可看出，随着弹性体用量的增加，共混物
的缺口冲击强度呈上升趋势，说明这两种弹性体的
加入能有效提高材料的韧性。当弹性体质量分数为
10%时，缺口冲击强度提高约 80%;当其质量分数
达到 20%时，缺口冲击强度提高了 4 倍以上。在用
量相同的情况下，添加 Vistamaxx时共混体系的缺口
冲击强度较高，说明 Vistamaxx 的增韧效果优于
POE。
2． 4 弹性体用量对共混体系弯曲性能的影响
弹性体用量对共混体系弯曲性能的影响见图
4。由图 4 可以看出，随着弹性体用量的增加，材料
的弯曲强度和弯曲弹性模量呈下降趋势，原因是弹
性体本身的模量比较低，弹性体的加入会破坏 PP
的结晶，降低材料的刚性所致。两种弹性体对弯曲
弹性模量的影响存在一定差异，POE 用量较低时弯
曲性能下降明显，继续增加用量，降低趋势变缓;添
加 Vistamaxx时变化规律相反，即用量低时缓慢下
9宁凯军，等:聚丙烯 /弹性体 /滑石粉三元共混体系的尺寸收缩与性能研究
降，继续增加用量后呈加速下降的趋势。
a—POE;b—Vistamaxx
图 4 弹性体用量对共混体系弯曲性能的影响
2． 5 弹性体用量对 PP结晶行为的影响
弹性体的加入对 PP 的结晶行为产生很大影
响，结果见图 5 和表 1。从图 5 可知，当弹性体质量
分数为 10%时，结晶峰和熔融峰变宽，熔融峰向高
温方向偏移。从表 1 热焓的变化可知，PP 的结晶度
变化不大。原因是弹性体与 PP 具有较好的相容
性，当其用量较低时起到细化晶粒和干扰结晶的作
用，故结晶峰和熔融峰变宽，收缩率降低的幅度较
小，拉伸性能和弯曲性能下降不多。
当弹性体质量分数增加到 20%时，结晶峰进一
步变宽，添加 POE时峰顶温度向高温偏移 0． 2℃，熔
融和结晶热焓测试值与理论值非常接近，说明 POE
对 PP结晶的干扰程度是非常有限的;而添加 Vis-
tamaxx时峰顶温度向低温偏移了 1℃;熔融峰变宽，
峰的高度较未添加弹性体时有明显降低，结晶热焓
和熔融热焓比理论值降低了约 20%，说明 Vistamaxx
与 PP的分子链产生了相互作用，干扰了 PP 的结
晶，导致 PP的结晶度降低［7］。
对比两种共混体系的收缩率可知，添加 20%
POE的体系的尺寸收缩率较低，而 PP 的结晶并没
有受到严重的影响，说明降低结晶度并不能有效降
低材料的收缩率。对比 POE 和 Vistamaxx 共混体系
形态结构的差异可知［6］，POE 弹性体由于其以乙烯
链段为主，与 PP相容性较差，以较粗的颗粒分散在
1—PP /滑石粉;2—PP /Vistamaxx /滑石粉;3—PP /POE /滑石粉
a—含 10%弹性体，结晶曲线;b—含 10%弹性体，熔融曲线;
c—含 20%弹性体，结晶曲线;d—含 20%弹性体，熔融曲线
图 5 弹性体用量对 PP结晶行为的影响
表 1 弹性体种类和用量对 PP熔融、结晶行为的影响
项目
弹性体质量分数 /%
0 10(POE)
10
(Vistamaxx)
20
(POE)
20
(Vistamaxx)
熔融峰 /℃ 166． 1 167． 0 166． 8 167． 2 167． 4
熔融热焓 /
mJ·(mg)－ 1 1． 694 1． 367 1． 555 1． 286 1． 043
理论熔融热焓 /
mJ·(mg)－ 1 1． 694 1． 482 1． 482 1． 275 1． 275
结晶峰 /℃ 125． 8 125． 3 124． 7 126． 1 124． 8
结晶热焓 /
mJ·(mg)－ 1 2． 436 2． 423 2． 545 2． 040 1． 368
理论结晶热焓 /
mJ·(mg)－ 1 2． 436 2． 249 2． 249 1． 926 1． 926
01 工程塑料应用 2011 年，第 39 卷，第 7 期
PP基体中，而丙烯基的 Vistamaxx 弹性体由于与 PP
具有极好的相容性，分散相尺寸较小，粒径较细，反
而发挥不出良好的效应。结合文献［2 － 3］的研究
结果推测，共混体系中的分散相形态越复杂、尺寸分
布越宽，对于降低尺寸收缩率越有效。
3 结论
(1)随着弹性体含量的增加，材料的收缩率、拉
伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量下降，断裂伸长率
和冲击强度增大;
(2)弹性体的加入破坏了 PP的结晶，弹性体质
量分数低于 10%时对 PP 的结晶行为影响不大，收
缩率和力学性能变化幅度较小，质量分数超过 20%
时对 PP的结晶行为影响很大，收缩率明显降低，力
学性能出现明显变化;
(3)在质量分数为 20%情况下，POE 的改性效
果优于 Vistamaxx，共混体系的收缩率下降到 0． 65%
～0． 77%;
(4)共混体系中的分散相形态越复杂、尺寸分
布越宽，对于降低尺寸收缩率越有效。
参 考 文 献
［1］ Bozec Y L，Kaang S，Hine P J，et al． The thermal-expansion be-
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及塑料，2007，24(5) :33 － 36．
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RESEARCH ON SHRINKAGE AND PROPERTIES OF PP /TPO /TALC BLEND
Ning Kaijun，Yang Fanwen，Xiao Peng，Tao Siping，Lu Zhanquan
(Research and Development Center，Kingfa Science and Technology Co． Ltd．，
National Engineering Laboratory for Plastic Modification and Processing，Guangzhou 510520，China)
ABSTRACT The effects of POE and Vistamaxx on shrinkage，mechanical properties and crystallization for polypropylene(PP)/
thermoplastic polyolefin elastomer(TPO)/ talc blend were researched． The results showed that with increase of TPO content，the
shrinkage，tensile strength，flexural strength and flexural modulus decreased，elongation and impact strength increased． The effect of
POE on crystallization was less than that of Vistamaxx． The crystallization of PP was depressed with more than 20% Vistamaxx content．
The shrinkage of PP /POE / talc blend was 0． 65% － 0． 77% with 20% POE content，which was lower than that of PP /Vistamaxx / talc
blend． The shrinkage was lower when the blend had more complicated disperse phase and wider size distribution．
KEYWORDS polypropylene，thermoplastic polyolefin elastomer，blend，
櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆
shrinkage
塑料管道禁铅时间表 2011 年将出台
据报道，塑料管道的全面禁铅时间表正在制定当中，与
人们生活息息相关的出入水管道将在 2011 年年底全面禁
铅。
一提到“铅中毒”人们总是闻声色变，除了违规的食品
和化妆品之外，用于装修的塑料水管、门窗型材料等也以这
种可怕的方式威胁着人们的健康。尤其是被称为“城市血
管”的出入水的管道大部分是用聚氯乙烯材料做成的，这类
塑料制品在制作过程中要加入一种铅盐稳定剂。
中国塑料加工工业协会副秘书长王占杰表示，虽然铅盐
类的稳定剂存在安全隐患，但目前还没有全面禁止。由于欧
洲承诺在 2015 年全面禁铅，中国也应该同步走。我们行业
协会也在制定规划表，给水管下这个令，但是排水管我们始
终没有下这个令，原因就是目前我们的加工成本太高了。只
有做到产业革新和技术进步才能既有利于百姓健康又有利
于产业发展。 (工塑)
莱茵化学推出 BioAdimide塑料添加剂系列
日前，莱茵化学工程塑料部推出了全新的 BioAdimide产
品系列，以拓展可再生生物基聚合物在耐用品领域的生产应
用，从而减少对环境的影响。目前，莱茵化学工程塑料部可
提供 BioAdimide100 和 BioAdimide500XT两种级别。
BioAdimide添加剂特别适用于改善生物基聚酯，尤其是
聚乳酸(PLA)的耐水解性，以扩大其应用范围。BioAdim-
ide100 可以改善耐水解稳定性，使其达到未稳定体系的 7
倍，有助于延长聚合物的使用寿命。除了提高耐水解稳定性
外，BioAdimide500XT 还具有扩链作用，使挤出级 PLA 的熔
融黏度较未稳定化聚合物体系增加 20% ～ 30%，从而使加
工工艺更简便、稳定。此外，这两种产品还可以混合使用，以
同时提高耐水解稳定性及加工性能，从而进一步扩大应用范
围。 (中化报)
11宁凯军，等:聚丙烯 /弹性体 /滑石粉三元共混体系的尺寸收缩与性能研究