K树脂增容的聚丙烯和聚苯乙烯共混体系结构和性能研究

摘要

本文采用熔融共混法以K树脂作为增容剂制备了聚丙烯(PP)/聚苯乙烯(PS)共混材料，检测了共混材料的力学性能，并借助电子扫描显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(PLM)、流变仪等仪器，研究K树脂对PP/PS共混物力学性能、相容性、结晶与熔融行为、结晶形态和流变性能的影响。
　　 力学性能测试表明，对于PP/PS体系，表现出较高的拉伸强度和杨氏模量，但缺口冲击强度均大幅度下降；对于PP/PS/K体系，表现出良好的综合性能，既保持了PP/PS体系较高的拉伸强度和杨氏模量，又具有良好的冲击强度和断裂伸长率。此外，K树脂对PP/PS体系的影响程度与PP分子链结构有关。对于共聚型PP-J340体系，K树脂较大程度地提高了该体系的冲击强度。当PP/PS/K 树脂三元体系的配比为80/20/7时，材料的综合力学性能最优。
　　 对共混物断面的SEM观测表明，K树脂改善了PP/PS体系的相容性，有利于PS相在PP相中的分散，使PS分散相细化。对共混物的玻璃化温度(Tg)测试表明，K 树脂的加入使PP和PS两相Tg温度相互靠近，说明共混物的相容性提高。PP-J340体系两相Tg靠近程度比同一K树脂用量的PP-F401体系大，则PP-J340相容程度较PP-F401体系大。
　　 偏光显微镜分析表明，K树脂的加入使PP/PS体系的晶粒极大细化，黒十字消光现象更加明显。随K树脂用量的增加，PP-J340体系晶粒尺寸逐渐减小而PP-F401体系的晶粒尺寸并无很大变化。当PP/PS/K树脂的配比为80/20/7时，晶粒尺寸最小，晶粒的分散性明显优于其它配比的共混物。DSC分析表明，K树脂的引入使PP/PS 共混物结晶速率和结晶能力略有降低。
　　 流变性能分析表明，纯PP、PP/PS以及PP/PS/K树脂共混物均属于假塑性流体，呈“剪切变稀”流变行为特征。K 树脂的加入增加两相间的粘接力，使共混体系的剪切应力和表观粘度提高。PP-F401体系的流动性较PP-J340体系好。纯PP、PP/PS以及PP/PS/K树脂共混物在低剪切速率下能够很好地符合幂率方程。