聚烯烃弹性体（POE）对通用塑料的改性

POE弹性体对通用塑料的改性主要是研究其作为增韧剂改性刚性通用塑料，提高刚性通用塑料的韧性或通过共混提高通用聚乙烯(PE)的性能。国内外对PE/POE体系研究较少，越来越多的研究是关于POE增韧刚性PP的报道。

1、PE/POE体系

近年来，木塑复合材料因其成本低、性能好、质量轻、对加工设备的磨损小等优点受到普遍关注。但热塑性塑料在填充木粉后复合材料变脆，限制了木塑复合材料的应用和推广。

采用废木粉填充高密度聚乙烯(HDPE)制备木塑复合材料，采用茂金属聚乙烯(mPE)和POE对复合材料进行增韧，并综合评价了这两种增韧剂的增韧效果。在两者用量小于12份时，两者的增韧效果相差不大;但在用量大于12份以后，用POE增韧的复合材料的冲击强度和断裂伸长率增加十分迅速，而用mPE增韧时增加幅度比较平缓;POE的增韧效果明显优于mPE。研究HDPE与POE共混物的力学性能和热性能，热分析结果表明HDPE和POE有一定的相互作用;当POE含量≥5%时，材料在室温下超韧。

POE改性PE制备的发泡材料具有良好的韧性、弹性和强度，可用于作粘合胶带。将30份含离子结构的PE和6.5份偶氮二甲酰胺加入到100份含30%的POE和70%的Affinity PL 1845组成的混合物中，挤出成片材，辐射交联，在250℃下发泡，所得1mm厚的泡沫片材具有良好的韧性，横、纵方向的弯曲强度分别为30.2MPa和24.3MPa。

POE/PE复合材料可制成微孔薄膜，用于电容器的隔离层、尿布、卫生巾、包装膜的隔离层等。

2、PP/POE体系

众所周知，作为大宗的通用塑料品种，聚丙稀(PP)存在低温韧性差和缺口敏感性大的缺点，因此，为了改善PP性能上的不足，弹性体增韧改性一直被视为最有效的途径。虽然三元乙丙胶(EPDM)对PP有良好的增韧效果，但EPDM价格高，碎胶有一定困难，流动性也不太理想。POE的问世，使其在用于PP的增韧改性方面具有传统弹性体无法比拟的优势。POE增韧PP不仅可以克服EPDM增韧PP的不足，而且还赋予PP更高的韧性、高透明性、高性能/价格比等特点。研究指出，与EPDM增韧PP相比，无论是对于普通PP、共聚PP还是高流动性PP，POE的增韧效果都优于EPDM，而且弯曲模量及拉伸强度降低小。POE中的辛烯含量影响POE对PP的增韧效果，随着POE中辛烯含量的增加，POE的结晶度、熔点和密度均降低，柔顺性增加，对PP的增韧效果提高。

商品化的POE本身呈颗粒状，可以直接加入到PP等其它材料中实行改性。因此POE比EPDM橡胶改性剂加工操作上更为简便，这样可大大降低生产成本。研究了PP/POE共混体系并与PP/EPDM共混体系进行了比较。结果表明，两种共混体系具有相似的结晶行为，其力学性能相似，但PP/POE共混物具有更低的转矩，加工性能较好。作为PP冲击改性剂，POE较EPDM具有明显的价格、性能优势。

研究PP/POE共混体系的相态结构、增韧机理以及共混体系的力学性能。研究结果表明在相同条件下，POE加入量比EPDM少，POE用量为20份时就可使共混合金实现脆韧转变。在PP/POE共混体系中，POE在PP连续相中形成均匀的“海-岛”结构;POE对PP增韧改性符合银纹剪切机理，可有效提高PP的常温、低温冲击强度。

研究POE对等规聚丙烯的增韧作用。当POE质量分数在15%~25%之间，共混物冲击强度缓慢增加;继续增加POE质量分数，冲击强度迅速增加;当POE质量分数为40%时，冲击强度最大。形态结构分析表明，随着POE质量分数的增加，分散相尺寸增加;共混物组分的协同作用使冲击强度显著提高。

3、通用塑料/POE/无机填料体系

如何减少增韧剂POE的用量来降低成本又不影响到增韧效果，这是通用塑料/POE体系研究开发的热点与方向。在共混物中添加无机或有机填料可使制品的原料成本降低达到增量的目的，或使制品的性能有明显的改善，近年来可见在通用塑料/POE共混体系中加入无机填料的报道。

针对回收高密度聚乙烯(RHDPE)制得的管材环刚度不足的缺点，采用滑石粉和自制的改性POE(MPOE)对RHDPE进行了改性，研究了滑石粉和MPOE用量对共混体系力学性能的影响。

结果表明，当RHDPE/MPOE/滑石粉的质量配比为50/10/40时，体系的综合力学性能最好。当滑石粉用量为40%时，制得的RHDPE管材的环刚度比非改性RHDPE管材提高54%。同时他们还研究PVC/MPOE/无机填料体系的力学性能，结果表明：当填充母料中滑石粉或碳酸钙的质量分数为70%时，三元复合体系的综合性能最好。

国内外对PP/弹性体和PP/无机纳米粒子体系进行了研究，这两种体系所表现出的韧性的提高或刚性的增加都是以牺牲其他性能为代价的，因此，将弹性体的增韧和无机纳米粒子的增韧增强同时结合起来，生成一种PP/弹性体/无机纳米粒子的多相复合体系正逐渐成为研究的新热点。

采用合金化技术和填充复合工艺，制得高性能的PP/POE/纳米高岭土三元复合材料。研究结果表明，纳米高岭土和弹性体POE对PP增韧具有协同作用，呈现的并不是二者独立增韧作用的简单加和;纳米高岭土的最佳用量为5%，用扫描电子显微镜(SEM)观察PP/POE(20%)/纳米高岭土(5%)的冲击断面，可以看到高岭土粒子被基体所包覆以层状结构分散于共混物基体中，界面结合牢固。

研究PP/POE/纳米SiO2复合材料后得出结论：熔融共混法使POE与SiO2均匀分散在PP基体中，当PP/POE/纳米SiO2比例为100/15/4时，复合材料的综合性能最佳。虽然纳米SiO2粒子在PP中的分散呈微粒团聚体分布，但与其本身的二次粒子粒径相当且小于临界粒径，因此在受到冲击时起到了吸收能量阻碍裂纹扩展的作用，从而提高了材料的韧性。

对 PP/弹性体/纳米CaCO3复合材料进行了研究，发现材料冲击强度良好;选用POE比HDPE增韧效果好，材料拉伸强度随弹性体的含量增大而下降。透射电子显微镜(TEM)观察显示，纳米CaCO3在PP基体中已达到纳米分散。研究得出纳米CaCO3改善了因POE使材料硬度降低所造成的不足，拉伸强度和弯曲强度都得以提高;活化纳米CaCO3的改性效果大大优于未活化的，用量为8份左右增强效果最佳;复合材料同时实现了增强和增韧。

PP/POE体系具有优异的综合性能，现已开发出多种产品，特别是汽车保险杠具有广阔的市场前景。通常要求PP保险杠专用料的缺口冲击强度(常温)大于500J/m，-40℃的缺口冲击强度≥50J/m。采用PP为基础树脂，POE为增韧剂，滑石粉为增强填料，制得性能符合要求的汽车保险杠专用料。改性过的PP具有超高抗冲击强度，其缺口冲击强度高达723J/m，且具有增强的柔软性、优良的耐热、耐低温及耐老化性能。以小本体聚丙烯(PP)为基料，通过与共聚丙烯(CPP)、POE、硅灰石以及其它助剂共混改性，制得保险杠、门板汽车专用料。检测分析表明，PP/CPP/POE/硅灰石共混体系配方设计合理、工艺路线、参数正确。当PP：CPP：POE：硅灰石质量比为45~48：26~29：19~22：4~6时，共混料完全可以满足汽车保险杠性能要求;当PP：CPP：POE：硅灰石质量比为45~50：27~29：3~6：17~20时，共混料完全可以满足汽车门板性能要求。研究中发现，POE改性PP的综合性能好于传统增韧剂;硅灰石也有一定的增韧功能，部分起到了玻璃短纤维的作用。

通过PP与弹性体交联的方法可以得到热塑性硫化胶(TPV)，TPV在实际生产中有很高的应用价值。将POE接枝乙烯基硅烷并分散于PP中，共混物经水解水交联得到TPV;所得TPV易于加工成制品，并具有优秀的表面性能。制品具有高断裂强度和断裂伸长率，宽范围的邵氏硬度，非常低的雾度，使用了POE而无气味，可以广泛应用于汽车领域。