在塑料加工領(lǐng)域，聚丙烯(PP)作為一種廣泛應(yīng)用的熱塑性塑料，以其輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐熱性和良好的加工性能著稱。PP在室溫和低溫下的沖擊強(qiáng)度較差，這限制了它在一些對韌性要求較高的應(yīng)用中的使用。為了改善PP的韌性，增韌劑的應(yīng)用顯得尤為重要。熱塑性彈性體(TPE)作為一種有效的增韌劑，被廣泛應(yīng)用于PP的增韌改性中。TPE用于PP增韌到底怎么樣呢?我將從多個角度為大家詳細(xì)解析。

TPE與PP的相容性

我們來看看TPE與PP的相容性。TPE，全稱為Thermoplastic Elastomer，即熱塑性彈性體，是一種介于橡膠和塑料之間的高分子材料。它結(jié)合了橡膠的彈性和塑料的加工便利性，因此在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。在TPE中，SEBS（氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物）與PP具有良好的相容性。這是因為SEBS的分子結(jié)構(gòu)與PP相似，能夠在一定程度上與PP形成分子級互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而有效地提高PP的韌性。

當(dāng)SEBS添加白油后，SEBS粉會吸油飽和，這樣有利于塑化，使得TPE顆粒增韌劑的分散性更加好。在實際應(yīng)用中，我們可以通過將TPE與PP攪拌混合后，經(jīng)雙螺桿擠出拉條，冷卻切粒做成耐沖增韌級PP料。這種改性后的PP料在后續(xù)的制品加工中，能夠表現(xiàn)出更好的韌性和沖擊強(qiáng)度。

TPE增韌PP的方法

TPE增韌PP主要有兩種方法：一是用于PP改性，二是直接用于同PP混合注塑。

用于PP改性

在改性PP造粒廠，添加TPE用于增韌改性是一種常見的做法。具體步驟是將TPE與PP攪拌混合后，經(jīng)雙螺桿擠出拉條，冷卻切粒做成耐沖增韌級PP料。這種方法的好處在于，TPE與PP會經(jīng)過一次混合螺桿高溫塑化拉條造粒過程，使得TPE與PP可以充分塑化。在這個過程中，TPE中的SEBS、PP和油有充分的時間進(jìn)行較為穩(wěn)定的相結(jié)構(gòu)體系構(gòu)建。這樣增韌造粒后的PP，再進(jìn)行制品加工時，很少會出現(xiàn)表面出油發(fā)粘的問題。

直接用于同PP混合注塑

另一種方法是將TPE與PP顆粒攪拌混合均勻后，直接喂入注塑機(jī)或擠出機(jī)料筒，做成需要的制品。這種方法相對簡單快捷，但在實際應(yīng)用中需要注意一些問題。由于PP與TPE攪拌混合后直接加工，大量PP的介入可能會導(dǎo)致SEBS與油的穩(wěn)定充油體系被打破。而短時間的加工過程可能無法及時消耗處理掉多余的油，這些不穩(wěn)定存在的油會在PP制品后續(xù)存放中逐漸遷移析出到制品表面，導(dǎo)致制品表面發(fā)粘。

TPE增韌PP的添加量

TPE的添加量是影響增韌效果的重要因素。TPE的添加量在1%至3%之間。對于再生PP增韌或者需要做比較軟的PP制品，增韌劑TPE的添加量可以達(dá)到5%至10%。添加量并不是越多越好。過多的TPE添加量可能會導(dǎo)致PP制品的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等剛性指標(biāo)大幅下降。在實際應(yīng)用中需要根據(jù)具體需求找到最佳的添加量。

對于薄壁PP制件（厚度一毫米以下到兩三毫米），TPE添加量更應(yīng)慎重。為穩(wěn)妥起見，甚至不建議這類PP制品用TPE增韌。因為薄壁制件在加工過程中更容易出現(xiàn)表面出油發(fā)粘的問題，影響制品的外觀和性能。

TPE增韌PP的優(yōu)勢

TPE作為PP增韌劑具有諸多優(yōu)勢，這些優(yōu)勢使得它在塑料加工領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

有效降低PP硬度

TPE的加入可以有效降低PP的硬度，使其更加柔軟和易于加工。這對于一些需要柔軟觸感的制品來說尤為重要，如運動器材、手柄、玩具等。

提高PP韌性

如前所述，TPE與PP具有良好的相容性，能夠形成分子級互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而有效提高PP的韌性。這使得增韌后的PP制品在受到?jīng)_擊時能夠更好地吸收和分散能量，減少破裂和斷裂的風(fēng)險。

提高PP彈性

TPE本身具有良好的彈性，將其添加到PP中可以顯著提高PP的彈性。這對于一些需要良好彈性的制品來說是非常有益的，如密封件、減震器等。

改善PP加工翹曲問題

TPE的加入還可以改善PP在加工過程中的翹曲問題。這是因為TPE具有較好的加工流動性，能夠降低成品的翹曲程度，從而降低模具設(shè)計難度和提高制品的成型質(zhì)量。

提高PP耐候性

TPE與POE（聚烯烴彈性體）相比，產(chǎn)品分子結(jié)構(gòu)中同樣不含易被紫外線破壞的雙鍵，因此具有優(yōu)異的耐候性。長期室外使用不易變色、不易脆化、不發(fā)粘、不粉化。這使得增韌后的PP制品在戶外環(huán)境下能夠保持較好的性能穩(wěn)定性。

提高耐低溫性

TPE的加入還可以顯著提高PP的耐低溫性。添加20%至30%的TPE可使PP耐低溫到-40℃。而一些特殊的TPE產(chǎn)品甚至可以耐低溫到零下70度。這使得增韌后的PP制品在冬季等低溫環(huán)境下仍然能夠保持較好的性能和使用壽命。

高溫穩(wěn)定性

除了耐低溫性外，TPE還具有較好的高溫穩(wěn)定性。它可以耐高溫到100度，比POE耐溫高30-40度。這使得增韌后的PP制品在夏季高溫期硬度變化較小，能夠保持較好的性能穩(wěn)定性。

TPE增韌PP的注意事項

雖然TPE作為PP增韌劑具有諸多優(yōu)勢，但在實際應(yīng)用中仍需要注意一些事項以確保增韌效果和制品性能。

選擇合適的TPE產(chǎn)品

不同的TPE產(chǎn)品具有不同的性能和特點。在選擇TPE產(chǎn)品時需要根據(jù)具體需求進(jìn)行篩選。對于需要高彈性的制品可以選擇具有高彈性的TPE產(chǎn)品；對于需要良好耐候性的制品可以選擇具有優(yōu)異耐候性的TPE產(chǎn)品。

控制添加量

如前所述，TPE的添加量是影響增韌效果的重要因素。在實際應(yīng)用中需要嚴(yán)格控制添加量以確保增韌效果和制品性能。過多的添加量可能會導(dǎo)致制品性能下降和成本增加；而過少的添加量則可能無法達(dá)到預(yù)期的增韌效果。

注意加工條件

TPE與PP的加工條件可能有所不同。在將TPE與PP混合加工時需要注意調(diào)整加工條件以確保制品性能。需要控制加工溫度、壓力和時間等參數(shù)以確保TPE與PP能夠充分混合和塑化。

避免表面出油問題

如前所述，當(dāng)TPE與PP直接混合注塑時可能會出現(xiàn)表面出油發(fā)粘的問題。為了避免這個問題可以采取一些措施，如優(yōu)化加工條件、選擇合適的TPE產(chǎn)品等。在制品存放過程中也需要注意避免高溫和潮濕環(huán)境以減少表面出油的風(fēng)險。

TPE與POE的對比

在PP增韌領(lǐng)域，除了TPE外還有一種常見的增韌劑就是POE（聚烯烴彈性體）。那么TPE與POE相比有哪些優(yōu)勢呢？

硬度更低

與POE相比，TPE具有更低的硬度。這意味著在相同的添加量下，TPE能夠更有效地提高PP的柔韌性。而要達(dá)到同樣的硬度，TPE的添加量通常比POE更少。

相容性更好

如前所述，TPE與PP具有更好的相容性。這能夠使得TPE在PP中更好地分散和塑化，從而提高增韌效果。而POE與PP的相容性相對較差，可能需要添加增容劑來提高相容性。

耐低溫性更強(qiáng)

TPE比POE具有更強(qiáng)的耐低溫性。這使得增韌后的PP制品在低溫環(huán)境下能夠保持更好的性能和使用壽命。而POE在低溫環(huán)境下可能會出現(xiàn)硬化和脆裂等問題。

高溫穩(wěn)定性更好

TPE還具有較好的高溫穩(wěn)定性。它可以耐高溫到100度，比POE耐溫高30-40度。這使得增韌后的PP制品在高溫環(huán)境下能夠保持較好的性能穩(wěn)定性。

加工流動性更高

TPE的加工流動性比POE更高。這使得TPE在加工過程中更容易與PP混合和塑化，從而降低加工難度和提高制品成型質(zhì)量。