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pp料不够黑是什么原因(pp料发黑怎么办)

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聚丙烯具有价格便宜、比重轻、加工性能良好、抗吸湿性优良、耐化学腐蚀性等优点,在汽车、家电、电子、包装、建材、日用品及医疗器械等领域得到广泛应用,尤其是在汽车内饰材料中应用越来越广泛,但是随着改性PP使用增多,改性PP材料制成零件的发白问题也越来越突出。在加工或使用过程中PP受到拉伸、冲击、弯曲或划擦等应力作用时,易发生发白现象,影响制品的美观及使用性能,同时也限制了PP及其复合材料的档次提升及推广应用。改性PP汽车零部件发白问题按生产装配流程可分为:注塑发白、放置发白、焊接发白、装配发白。根据不同的发白问题从原材料、模具设计及注塑工艺方面分析导致发白现象产生的原因,从而找到解决发白问题的方法。

复合材料的组分

改性聚丙烯应力发白的影响因素很多,包括PP树脂基体和分散相(聚乙烯、弹性体和填料等)的分散状态。研究发现导致应力发白产生的微裂纹聚集区可能包括一定数量的银纹、裂纹和微孔,材料受到应力作用时,两相的形态结构影响了微裂纹聚集区的形成。因此,PP的应力发白现象与复合材料中的各组分息息相关。

聚丙烯

作为基体材料,不同牌号PP的应力发白程度差异较大。分散相粒径、熔体质量流动速率、基体的晶型、分散相的结晶及乙烯含量等均可影响PP的应力发白程度。Liu等指出,高抗冲PP的应力发白与分散相(橡胶相)的粒径、基体的晶型、分散相的结晶和分散相的组成等因素有关。研究发现,PP中的橡胶粒径和冲熔体流动速率对其应力发白产生影响。样品的MFR相近时,减小橡胶粒径有助于抑制应力发白;橡胶粒径相近时,MFR较小的PP耐应力发白较好。他们还发现,β晶PP具有较好的耐应力发白性能,这是由于β晶容易引发和传播塑性滑移而α晶具有片晶互锁结构呈现脆性造成的。

另有研究表明,抗冲PP中的乙烯含量影响了橡胶相内部结构及界面情况,因此,PP的应力发白也与乙烯含量有关。Didac等通过扫描电镜发现,乙丙嵌段共聚物的应力发白是由于材料中出现大量直径为1μm的洞造成的,随着乙烯含量的增加,微孔洞的密度增大。

材料配方中加入均聚PP和无规共聚PP可以改善材料受应力时发白情况。主要是均聚PP或者无规共聚PP分子链不含或者只含有非常少的乙烯链段,在受到外力冲击时,这些PP分子链吸收能量的能力较小,靠共聚PP中弹性体来吸收能量,因此材料中发生银纹化的诱发点数量减少,导致发白现象减轻。

聚乙烯

加入结晶的聚乙烯相可用来改善多相共聚物的应力发白性能,其机理是PP熔体冷却时基体结晶对分散相形成挤压,而分散相中乙烯序列的结晶会对橡胶粒子产生松弛效应,减小了PP的冻结应力,从而使冲击产生的银纹减少。聚乙烯相可通过第三相聚合阶段获得,或在造粒阶段直接加入。

弹性体

弹性体与PP共混可改善其材料韧性,也可影响材料的应力发白性能,而不同共混体系的应力发白机理也不相同,分别包含银纹、剪切带、界面空洞化及橡胶粒子空洞化等。

Hong等研究了无规PP/POE/Mg(OH)2阻燃复合材料弯曲产生的应力发白现象,发现含纯POE的材料出现了应力发白,而含POE-g-MAH的材料没有出现应力发白。

Prakashan等将马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)加入PP/PMDS共混物,发现基体中出现了大量微银纹,但没有出现应力发白。

彭志宏等人研究了丙烯基弹性体POP和乙烯和辛烯的共聚物POE对PP的增韧改性,结果表明,POP与PP具有出色的相容性,可以在增韧PP的同时不影响材料的透明性,应用在储物盒、食品容器等,另外也可以提高材料的抗应力发白,可以解决大制件在脱模顶出过程中的顶白问题。而使用POE增韧时发白现象明显,这是由于聚丙烯材料在受应力作用时,POE 里面的橡胶相可以产生大量银纹从而阻止裂纹产生,银纹区内折光指数降低而呈现一片银白色导致发白现象明显,但POP是丙烯-乙烯的共聚物,与聚丙烯有较好的相容性,从而减弱发白现象。

李国明等人用茂金属弹性体(POP)代替传统的POE弹性体,作为汽车内饰材料的增韧剂,外加适当的相容剂以及高目数的滑石粉,成功制备了一种内饰专用的抗应力发白聚丙烯复合物。

填料

加人填料,不仅降低了PP的成本,还提高了产品的性能(刚性、阻燃性等);但填料与PP基体的相容性较差,应力发白现象往往也随之出现。因此要加入PP接枝或POE接枝来改善填料与基体树脂之间的相容性。

研究表明,不同牌号的滑石粉对改性PP的抗应力发白性能影响不同;滑石粉目数越高,改性PP的抗应力发白性能越好;滑石粉改性PP的抗应力发白性能要优于滑石粉母粒改性PP的;碳酸钙改性PP的抗应力发白性能要比滑石粉改性PP的差。这是因为,填料对PP的成核能力越强,PP晶格越完善,缺陷越少,抗应力发白性能越好;滑石粉目数越大,成核能力越强;滑石粉的成核能力要强于滑石粉母粒和碳酸钙的。

颜色

颜色越深,改性PP的抗应力发白性能越高。这是因为,颜色越深,颜料的遮盖力越强,就越能降低应力发白形成的漫反射。

注塑工艺

应力发白和注塑工艺设置有关。保压压力过大、保压时间过长,都会加剧应力发白。改善办法是在保证没有缩痕的情况下,尽量采用较低保压压力和较短保压时间。如果制件在模具内没有充分冷却就顶出,也会引起应力发白。解决方法是适当延长冷却时间。顶出工艺与应力发白也有很多关系,包括顶杆顶出力平衡情况、顶出速度、顶出压力等,对于顶出速度过快导致的零件顶白,解决办法是降低顶出速度。可见,针对不同情况的发白原因,可以采取不同的方法进行解决。

注塑工艺虽然对产品的抗应力发白性能有一定影响,但是延长冷却时间,会使产品周期加长,生产效率降低。因此最关键还是要从材料上对提高抗应力发白效果。

公开号为CN104072869A的专利系统研究了不同组分如钛白粉、相容剂、线性低密度聚乙烯LLDPE等组分的复配协同效应,降低应力发白效果。钛白粉对于应力发白有一定的遮盖作用,但钛白粉用量达到一定量后效果不明显,再通过改善基体树脂与填料体系的界面结合、材料受到应力后的回弹性等方面协同作用。由于钛白粉的存在,不适合做黑色内饰件,但在浅色如灰色、米黄色汽车内饰件已成功应用。

公开号为CN103044783A的专利利用PE蜡的润滑性及其与聚丙烯优良的相容性,结合PE的协同改性,所制备出的改性聚丙烯材料在保持聚丙烯流动性的同时,也改善了聚丙烯的抗应力发白性能。可用于对流动性和抗应力发白特性要求较高的产品。

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