当前位置:首页 | 新闻中心 | 塑料产业资讯
PP和PE的性能对比及共混效果
发布人:塑料产业    发布日期:2019-12-28    浏览次数:275次     字体大小:【大】【中】【小】

PP 和 PE 性能差异


从耐热角度来分析,聚丙烯(PP)的耐热性要高于聚乙烯(PE),通常情况下,聚丙烯的熔融温度比聚乙烯高出约40%-50%,约为160-170℃,所以制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌,在不受外力的条件下,150℃也不变形。在生活中我们会发现“5”号聚丙烯餐盒常被用于微波炉中加热食品(微波炉加热的一般温度在100-140℃),而聚乙烯因耐热性差是不可以作为微波炉用塑料的,包括餐盒、保鲜膜。同样,在普通包装膜领域,聚乙烯的包装袋更适合于在90℃以下使用,而聚丙烯包装袋在相对高的温度下使用也是可以的。从刚性、拉伸强度角度分析,聚丙烯主要特点是密度小,力学性能优于聚乙烯,并有很突出的刚性,例如目前聚丙烯已经逐渐展开了与工程塑料(PA/PC)的竞争,广泛运用于电子电器、汽车领域。同时由于聚丙烯拉伸强度高,进而抗弯曲性好,被称为“百折胶”,对折弯曲100万次被弯处不变白,这也为我们辨别聚丙烯制品提供了线索,同时成为制品再回收分类的隐性标志。


从耐低温角度来分析,聚丙烯耐低温性弱于聚乙烯,0℃时的抗冲击强度只有 20℃时的一半,而聚乙烯脆性温度一般可达-50℃以下;并随相对分子质量的增大,最低可达-140℃。因此如果制品需要在低温环境中使用,还是要尽量选择聚乙烯作为原材料。一般冷藏食品所用托盘都是由聚乙烯原料制作。


从耐老化角度来看,聚丙烯的耐老化性要弱于聚乙烯,聚丙烯的结构和聚乙烯类似,但是由于其存在一个甲基构成的侧支链,所以更易在紫外光和热能作用下氧化降解。在日常生活中最常见的容易老化的聚丙烯制品就是编织袋,长时间在太阳下照射编织袋很容易破裂。事实上,聚乙烯耐老化性虽然高于聚丙烯,但是相较于其他原料,它的这种性能也不是非常突出,因为在聚乙烯分子中含有少量双键和醚键,其耐候性不好,日晒、雨淋也会引起老化。


从柔韧性角度来分析,聚丙烯虽然强度较高,但是柔韧性较差,技术角度讲也就是抗冲击性能差。所以在用来做膜产品的时候,它的应用领域与聚乙烯的应用领域还是有差别的,聚丙烯薄膜更多的用作表面包装的印刷。而在管材方面,也很少用简单的聚丙烯进行生产,需要用到交联聚丙烯,也就是常见的PPR管。因为普通聚丙烯抗冲击性较差,容易破裂,所以在实际应用在要加入抗冲击改性剂,在保险杆等应用中都要使用助剂来改善抗冲击性。


PP 和 PE 共混性能


PE 种类对共混体系冲击性能的影响


不同类型的PE都可以改善PP的室温冲击强度,但差异十分明显。


对于PP/HDPE共混物,当HDPE质量分数低于60%时,共混物强度基本不变;当HDPE质量分数高于60%时,共混物的冲击强度才有所增加。


对于PP/LDPE共混物,也只有当LDPE质量分数高于60%时,其冲击强度才有较大幅度的提高。


而对于PP/LLDPE共混物,当LLDPE质量分数大于40%时,其冲击强度就有明显提高。当LLDPE质量分数达到70%时,共混物冲击强度为37.5kJ/m2,可达到纯 PP冲击强度的20倍,是同样用量的PP/HDPE和PP/LDPE共混物的10倍和4倍。


低温(-18℃)下,三种PE对PP韧性的改善变化趋势与常温时一致,还是LLDPE对PP的增韧效果最好。当PP/LLDPE质量比为30/70时,共混体系的冲击强度为23.2kJ/m2,是纯PP的20倍,而在同样条件下PP/HDPE、PP/LDPE共混体系的冲击强度仅为5kJ/m2左右。这进一步说明在达到相同冲击强度时,LLDPE的用量最少,即意味着可以更多地保持PP的刚性;而在相同用量时,LLDPE改性的PP的冲击强度最好,这又使材料获得了更优异的韧性。


混炼方式对增韧效果的影响


采用双螺杆挤出机混炼的试样冲击强度最高,直接注射方式所得的试样冲击性能最差。由于注射机螺杆的有效长度小于挤出机,剪切混炼作用小,效果当然很差。在不同混炼方式下,材料的冲击性能表现出的规律一致,即LLDPE质量分数从40%开始,随着LLDPE用量增加,其冲击强度大幅度上升,表明混炼方式对共混体系冲击性能有影响,但规律不变。


PP/LLDPE 共混的内部结构


当LLDPE质量分数小于50%时,共混体系冲击断面光滑平整,呈典型的脆断特征;当LLDPE质量分数超过50%时,材料断面表现为韧性断裂特征,出现丝状体,断面凹凸不平,有撕扯痕迹,且两相界面趋于模糊,此时,材料的屈服强度迅速上升;而当 LLDPE 用量增加至 70%时,可以清楚地看到 PP 相互交织成网,因此,材料在宏观上具有很高的冲击强度。


纯PP球晶的尺寸很大,球晶之间的界面清晰,所以PP的冲击性能极差。相比之下,LLDPE的晶体非常细小,晶体之间的界面也十分模糊,所以其冲击性能很好。


PP和LLDPE结晶形态的差异是因为两者的结晶速率不同引起的:PP 的结晶速率较慢(3.3X102nm/s),晶体生长较大,晶体间的连接少,故晶间界面分明;而LLDPE的结晶速率非常快(8.3X102nm/s),晶体细小,晶体间的连接也较多,因而晶间界面模糊不清。


当LLDPE加人PP后,可以明显观察到PP球晶尺寸的减小,晶体间界面变得模糊,有利于改善材料的冲击性能。LLDPE用量增加,PP球晶进一步减小,当LLDPE质量分数达到70%时,PP晶体巳经被分割成碎晶,晶体间界面完全消失,与LLDPE混杂在一起,难以分辨,因此,共混体系的冲击强度很高,不易被冲断。这说明,LLDPE的加入细化了PP的球晶,增加了晶体间的连接,这是共混材料韧性改善的又一重要原因。


LLDPE 用量对共混效果的影响


随LLDPE用量增加,共混体系的屈服应力下降,而断裂伸长率逐渐增加,并呈良好的线性关系。随着LLDPE用量的增加,共混材料的维卡软化点下降。当LLDPE质量分数为40%-60%时,共混材料的维卡软化点仍接近120℃。随着LLDPE用量的增加,材料的冲击强度增加,而拉伸屈服强度、拉伸模量、维卡软化点降低。


在以LLDPE为主的体系中,当材料受到冲击作用时,除LLDPE消耗大量能量,提高材料韧性外,还由于LLDPE对PP球晶的插入、分割和细化,使PP晶体尺寸减小,晶体间连接增多,从而提高了材料的冲击强度。PP/LLDPE共混体系中,当LLDPE质量分数为40%-70%时,共混物逐渐形成互穿网络结构具有刚而韧的特性。

来源:博涵塑料加工圈

推荐导读
城市站点
郑州站 武汉站
展会概况
关于展会 展馆示意图 展会招展书 展品分类 交通及住宿 合作伙伴 展会报告 精彩回顾 展会增值服务 采供信息 上届回顾
观众服务
参观指引 展会参观团 观众登记表 交通及住宿 展商名单
展商服务
参展商手册 展会服务申请表 展会日程 展商专区 下载中心
主题展区
塑料机械及配套设备 塑料包装印刷及材料 塑化原料展区 模具技术设备展区 塑艺自动化展区 塑料制品专区
同期活动
新闻发布 研讨会 交流会 俱乐部
新闻中心
聚焦塑博会 展商新闻 媒体报道 塑料产业资讯
联系我们
联系方式 电子地图 在线留言
手机版
官方微信
地址:河南省郑州市管城区紫荆山路与陇海路交叉口方圆创世B座707 电话:15249694366 网址:www.sino-plas.com
Copyright © 2016-2020 官网 - 2020第十届中国郑州塑料产业博览会 所有版权 备案号:豫ICP备12024782号-1 技术支持:中钰网络
在线客服01 在线客服02