文献综述
1.1聚丙烯(PP)和三元乙丙橡胶(EPDM)的定义
聚丙烯(PP)是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。聚丙烯是无毒、无味的乳白色高结晶颗粒状聚合物。由于聚丙烯是非极性塑料,所以对水特别稳定,具有超低的吸水率,其次,聚丙烯具有较高的化学稳定性、耐弯曲性及绝缘性,是仅次于聚乙烯的的世界第二大塑料[1]。
三元乙丙橡胶(EPDM)是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物。三元乙丙橡胶是黑色具有弹性的固体共聚物[2]。三元乙丙能吸收大量的填料和油而对其特性影响不大,因此可以制成成本低廉的橡胶化合物。三元乙丙橡胶同样是非极性材料,吸水率低,具有耐老化、电绝缘性及耐侵蚀性等特点,与塑料的相容性良好,因此可以和聚丙烯塑料通过利用有机过氧化物进行硫化共混以提高塑料的耐冲击和耐高温性能[3]。
1.2改性PP的生产工艺和特性
本设计采用动态硫化法制备改性PP。动态硫化法是指将不能硫化的热塑性聚合物如PP、PVC等树脂与可硫化的橡胶在高速混合机中进行熔融共混,并在交联剂的作用下将混合后的橡胶硫化,尺寸为微米级的硫化橡胶均匀的分散在热塑性聚合物中,从而制备出改性聚合物共混物[4]。
动态硫化法制备改性PP的过程为:将PP、三元乙丙橡胶以及过氧化二异丙苯按照比例170/50/1投放到高温、高剪切的高速混合机中熔融共混,混合后的共混物与马来酸酐和滑石粉按照比例221/4/25混合,经双螺杆挤出机挤出造粒,得到改性PP共聚物,然后把改性PP粒子放入到塑料注射成型机中,注射成型得到汽车前保险杠产品,最后检测,包装,出售[5]。
改性聚丙烯是一种高性能的聚合物材料,具有良好的耐冲击性、高刚性、耐热性及耐老化性等性能,广泛应用于汽车、航天航空及军事工业等领域,尤其在汽车领域应用更加广泛[6]。
新型改性聚丙烯材料之所以在汽车领域应用广泛是因为其具备以下几个优点。首先,改性聚丙烯的制备原料相对较便宜,制作成本低廉,可以大规模的投资生产[7]。第二,改性聚丙烯的密度较低,是最低密度热塑性聚合物里的其中之一,用其制作出的汽车塑料零部件完全满足当今汽车行业以轻量化为目标的要求[8]。第三,聚丙烯和三元乙丙橡胶动态硫化后具有强的耐冲击性和耐老化性,然后又经滑石粉等高刚性和耐热性的无机填充剂增强,最后制备的改性聚丙烯具有很强的耐冲击性、耐老化性、高刚性及耐热性,符合汽车保险杠等主要部件的使用标准[9]。
