PPO改性及国产原料的应用研究

PPO改性及专用料研究与生产苑会林北京化工大学材料科学与工程学院目录PPO的用途PPO的结构与性能PPO合金的性能及其应用PPO的结构聚苯醚（PPO）的研究始于1915年1957年美国通用电器（GE）公司的Hay首次以铜-铵为催化剂采用氧化偶联法制得高产率、高分子量的聚（2，6-二甲基-1，4-苯）醚。1964年美国GE公司采用Hay的氧化偶联技术实现了工业化生产，建立了年产4540吨的第一家工厂。PPO的市场PPO在五大工程塑料中名列第四美国PPO合金应用以机械器具最多，其次是运输机械、办公设备和电子电器设备。欧洲PPO合金主要用于汽车，约占总需求量的1/3。日本主要用于办公设备，占48%；其次是汽车工业，占28%；电子电气领域占20%。PPO的市场需求由于MPPO合金克服了PPO本身应力开裂的缺点，改善了PPO加工性能，而且其热性能、电性能和机械性能优异，故其用途极为广泛，可用作汽车仪表板、电器零件、内装饰和外装饰零件及机械器具、办公设备和电子电器设备等。PPO的性能电绝缘性和耐水性优异尺寸稳定性耐水、酸、碱和盐溶液腐蚀，但耐其他化学品腐蚀性能有限对紫外光不稳定加工较难PPO的性能阻燃性良好，具有自熄性聚苯醚的氧指数(OI)29为自熄性材料高抗冲聚苯乙烯的氧指数17为易燃性材料，二者合一则具有中等程度可燃性，制造阻燃级MPPO时，不需要添加含卤素的阻燃剂，加入含磷类阻燃剂即可以达到UL--94阻燃级，减少对环境的污染。阻燃性聚苯醚本身阻燃性为UL94-1级，因此容易燃烧。现虽也能达到很高的阻燃等级，即在1.6㎜厚时达到V-0级。但加入PS后其阻燃性下降。PPO/HIPS合金通过阻燃改性可以达到V-0级。无毒、密度小无定形状态密度(室温)1.06g/cm3熔融状态密度为0.958g/cm3经美国食品及药物管理局(FDA)及国家卫生基金会(NSF)认可，可用于制造医疗及食品用器材。耐光性聚苯醚的弱点是耐光性差，长时间在阳光或荧光灯下使用产生变色，颜色发黄，原因是紫外线能使芳香族醚的链结合分裂所致。PPO的性能聚苯醚/高抗冲击聚苯乙烯/弹性体三元合金PPO的分子链刚性强，对缺口冲击强度敏感，加入HIPS，缺口冲击强度有所提高，但一般不超过15kJ/m2进一步提高体系的冲击强度，改善综合性能，则需加弹性体作增韧改性剂。这也是MPPO进一步向高性能化发展的重要方向PPO合金的意义高抗冲聚苯乙烯（HIPS）、尼龙、聚酯树脂增韧改性剂和其他热塑性树脂制成合金，这不但可进一步改善性能，而且可用一般热塑性模塑设备进行加工。PPO合金目前已占PPO类塑料应用量的99%以上。合金制作A-B型直接熔融共混，如PPO/HIPS合金A-C-B型依靠相容剂共混，如PBT、尼龙等通过相容剂作用掺混而成PPO合金。对于尼龙/PPO合金，相容剂是乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚苯乙烯共聚物。或采用PPO接枝改性与尼龙共混。聚苯醚与聚酰胺合金聚苯醚树脂的耐热性、机械性能、电性能、尺寸稳定性及耐水性等方面都很优良，与高抗冲击聚苯乙烯共混以后改善了加工性能，广泛开拓了应用领域，然而MPPO耐有机溶剂及耐油性差，限制了部分用途。聚酰胺类树脂的机械强度、耐有机溶剂及耐油性、耐磨性等性能优良，但尺寸稳定性、吸湿性、高荷重下耐热变形性等方面较差。PA使MPPO的耐有机溶剂及耐油性能提高，同时改善了PA的易吸湿等性能。聚苯醚/聚酰胺合金的增容PPO的官能化使分子链带上官能团，当官能化的高分子链与其他带有可反应基团的聚合物进行共混时，便有共聚物链生成，实现原位增容！添加增容剂增容剂与高分子基体同时共混、熔融挤出。在挤出过程中，增容剂通过催化或“桥联”反应生成共聚物进行增容。不同体系合金的玻纤增强效果材料与性能A体系(PPO连续相)B体系(PA连续相)对比6-16-26-3对比6-46-56-66-7PPO／PA100100100100100100100100100玻纤/％-11.414.618.0-11.91620.325.4拉伸强度/MPa49.095.610611453.9103126132152弯曲强度/MPa78.4164171185100178183185228缺口冲击强度/(kJ/m2)13.712.815.615.1196.6.68.0711.4热变形温度(1.86MPa)/℃120170174171130170178231244聚苯醚与聚苯硫醚合金日本GE塑料公司开发的玻纤增强PPO/PPS合金，热变形温度高达270℃以上，可满足电子电器零件表面安装技术等二次加工的要求，同时改善了PPO的耐清洗及耐溶剂性开拓了新的应用领域。大日本油墨化学工业公司开发出聚苯醚与聚苯硫醚合金，改善了聚苯硫醚的成型性，尤其大幅度减少了注塑制品的飞边及翘曲变形等，提高了耐焊性，主要用于电子工业。国产PPO改性研究PS含量对拉伸强度的影响01020304050607080040506070PS含量/%拉伸强度/MPa系列1热变形温度0.050.0100.0150.0200.0040506070PS含量/%热变形温度/C热变形温度冲击强度/J/m2024681012040506070PS含量/%缺口简支梁冲击强度/kJ/m2冲击强度/J/m2PS含量对弯曲强度的影响020406080100040506070PS含量/%弯曲强度/MPa弯曲强度PPO—中国蓝星公司芮城分公司弹性体改性PPO无增韧50HIPS弹性体增韧2%钛白粉05101520253035401悬背梁冲击强度/KJ/m2全国塑料改性及合金技术交流会2007.7.1