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摘要：聚丙烯（PP）是一種性能优良的热塑性合成树脂，是五大通用热塑性树脂中发展历史最短、增长最快的品种。它具有综合性能优良。
关键词：聚丙烯；增韧改性；研究；现状
1聚丙烯增强、增韧改性研究现状
1.1聚丙烯性能的特点
聚丙烯（PP）是一种结构规整的结晶性聚合物，为白色粒料、无味、无毒、质轻的热塑性树脂，它的物理机械性能主要取决于分子链的立体等规结构和晶型。它的力学性能较为优异，并有突出的耐应力开裂性和刚性。它的耐热性较好，熔点高达164℃，软化点高于低压聚乙烯和ABS，可在100～120℃下长期使用。聚丙烯几乎无毒。
1.2聚丙烯增强、增韧的改性方法
聚丙烯的改性方法多种多样，总体上可划分为化学改性和物理改性。化学改性主要是改变聚丙烯的分子链结构，从而改进材料性能。物理改性是通过改变聚丙烯材料的高次结构，以达到改善材料性能的目的。聚丙烯本身就是一种化学合成材料，也就易于通过化学的方法进行改性。嵌段和接枝的方法在聚合物改性中应用广泛。在接枝共聚物中，丙烯与乙烯等共聚得到的无规共聚物，其结晶度、刚性、熔点均低于均聚物，但透明性得到改进，韧性和冲击强度会明显提高。
2物理改性
2.11共混改性
共混改性是指将其他种类塑料或热塑性弹性体（TPE）与PP采用机械共混的方法进行共混，以此改变PP的大球晶结构，从而改善聚丙烯的韧性和低温脆性。共混改性时应注意不同聚合物之间的相容性，相容性差的聚合物需要加入相容剂进行共混。
2.1.1橡胶或弹性体增韧PP
利用银纹-剪切带屈服理论、剪切屈服理论、空穴化理论、多重银纹理论、逾渗理论等机理，用橡胶（乙丙橡胶、顺丁橡胶、弹性体POE和SBS等）加入到PP中，可以明显提高PP的常温、低温韧性。周梦思等将五种不同的弹性体（POE、SBS、SEBS、EPDM、OBC）与聚丙烯共混，发现当弹性体质量分数为15%时，PP/SEBS的缺口冲击强度最高（图1）；当弹性体含量达到20%和25%时，PP/SEBS、PP/POE和PP/SBS的抗冲击强度都分别超过了15KJ/m2和30KJ/m2。
结果表明：PP/POE和PP/SBS的抗冲击性能和拉伸性能均优于其他三种，所以利用POE和SBS增韧PP时，所得PP的综合性能最好。
2.1.2热塑性塑料增韧PP
目前常用于PP共混体系的热塑性塑料有三种，即柔性聚合物体系、刚性聚合物体系和超高分子量聚乙烯（UHMWPE）体系。第一种体系增韧效果不是很理想，后两种体系均可提高PP的缺口冲击性能，同时不会降低拉伸强度。
2.2填充改性
填充改性是指在聚合物加工过程中为了降低原料成本、改善制品性能、达到增量和增强的目的，加入无机填料或有机填料。采用橡胶或弹性体能够达到增韧PP的目的，但是同时往往会降低其他性能，比如共混物的热变形温度、模量和强度。
2.2.1无机刚性粒子增韧PP
常用于PP增韧改性的无机填料包括重晶石、硅灰石、云母粉、滑石粉等。无机粒子因复合效应将其本身性质转移到复合材料中，同时还会改变聚丙烯的结晶行为，进而改善材料的性能。阮锦泉等人通过对PP/硅灰石体系的研究发现：体系模量随硅灰石含量的增加而不断增加。当硅灰石含量为40Phr时，弯曲模量提升了66.3%，拉伸模量提升了31.5%。同时共混体系的弯曲强度、拉伸强度以及断裂强度表现出先升后降的趋势。其缺口冲击强度也是先升后降，当硅灰石含量为30Phr时，达到最大，提升了17.7%。采用甜菜碱对硅灰石进行表面处理后，提高了其在PP基体中的均匀性，PP/表面处理硅灰石体系的缺口冲击强度随含量的增大而大大增强。
2.2.2β晶型成核剂增韧PP
α晶型晶粒粗大，当材料产生形变时，易产生脆性断裂。然而β晶型具有优良的抗冲击性能，因此被广泛用于增韧聚丙烯。付一政等人按质量分数为0.5%的成核剂加入到PP中，进行力学性能测试结果表明：由于β晶型成核剂的加入，PP的力学性能显著提高，同时改善了材料的韧性。在均聚聚丙烯（PPH）和无规共聚聚丙烯（PPR）中加入成核剂后，缺口冲击强度分别提高了1.28倍和0.42倍。由此得出，β晶型成核剂对PPH的增韧效果更好。
2.2.3纳米材料增韧PP
无机纳米粒子具有高的比表面积和较强的吸附性能，通过粒子效应可以影响聚丙烯的结晶行为、力学行为和结晶结构，因此既能够增韧又能够增强PP。从而纳米材料改性PP得到广泛应用。常用的纳米材料有：纳米二氧化硅、凹凸棒土（ATP）、有机蒙脱土（OMMT）等。周中玉等预先将纳米SiO2分散在增塑剂LP中制得纳米溶胶，然后将其与PP进行熔融共混，从而得到增塑增韧PP。研究结果表明：随着纳米SiO2用量的增加，增塑增韧PPR的冲击性能逐渐提高，当纳米SiO2的含量为0.6%时，增塑增韧PPR冲击强度由112.6J/m增高到229.0J/m，当纳米SiO2的含量为0.2%时，增塑增韧PPH的冲击强度由38.9J/m增高到9.4J/m。纳米SiO2还可以提高PP的结晶速率、减小其晶球尺寸。
2.2.4纤维填料改性
玻璃纤维是一维结构的无机填料，它具有高模量和强度，当其加入到PP中，作为骨架能够优异的承担载荷和应力，从而显著增强PP的力学性能和耐热性能。毕冬冬等在W针状硅灰石含量一定的情况下，加入不同含量的玻璃纤维制得聚丙烯/硅灰石/玻纤复合材料，然后通过材料力学性能测试了解玻纤填料对PP刚性、韧性的影响。
3结语
近年来我国聚丙烯工业等到了蓬勃发展，已具有了较好的工业基础，具备了一定的市场竞争力。但与发达国家相比不论是在品种、数量还是质量等方面仍存在很大差距。
参考文献
[1]王磊，刘存鹏，熊祖菁.劍麻纤维增强珊瑚混凝土力学性能试验研究[J].河南理工大学学报（自然科学版），2014，33（6）：826-830.
（作者单位：青海大美煤业股份有限公司）
关键词：聚丙烯；增韧改性；研究；现状
1聚丙烯增强、增韧改性研究现状
1.1聚丙烯性能的特点
聚丙烯（PP）是一种结构规整的结晶性聚合物，为白色粒料、无味、无毒、质轻的热塑性树脂，它的物理机械性能主要取决于分子链的立体等规结构和晶型。它的力学性能较为优异，并有突出的耐应力开裂性和刚性。它的耐热性较好，熔点高达164℃，软化点高于低压聚乙烯和ABS，可在100～120℃下长期使用。聚丙烯几乎无毒。
1.2聚丙烯增强、增韧的改性方法
聚丙烯的改性方法多种多样，总体上可划分为化学改性和物理改性。化学改性主要是改变聚丙烯的分子链结构，从而改进材料性能。物理改性是通过改变聚丙烯材料的高次结构，以达到改善材料性能的目的。聚丙烯本身就是一种化学合成材料，也就易于通过化学的方法进行改性。嵌段和接枝的方法在聚合物改性中应用广泛。在接枝共聚物中，丙烯与乙烯等共聚得到的无规共聚物，其结晶度、刚性、熔点均低于均聚物，但透明性得到改进，韧性和冲击强度会明显提高。
2物理改性
2.11共混改性
共混改性是指将其他种类塑料或热塑性弹性体（TPE）与PP采用机械共混的方法进行共混，以此改变PP的大球晶结构，从而改善聚丙烯的韧性和低温脆性。共混改性时应注意不同聚合物之间的相容性，相容性差的聚合物需要加入相容剂进行共混。
2.1.1橡胶或弹性体增韧PP
利用银纹-剪切带屈服理论、剪切屈服理论、空穴化理论、多重银纹理论、逾渗理论等机理，用橡胶（乙丙橡胶、顺丁橡胶、弹性体POE和SBS等）加入到PP中，可以明显提高PP的常温、低温韧性。周梦思等将五种不同的弹性体（POE、SBS、SEBS、EPDM、OBC）与聚丙烯共混，发现当弹性体质量分数为15%时，PP/SEBS的缺口冲击强度最高（图1）；当弹性体含量达到20%和25%时，PP/SEBS、PP/POE和PP/SBS的抗冲击强度都分别超过了15KJ/m2和30KJ/m2。
结果表明：PP/POE和PP/SBS的抗冲击性能和拉伸性能均优于其他三种，所以利用POE和SBS增韧PP时，所得PP的综合性能最好。
2.1.2热塑性塑料增韧PP
目前常用于PP共混体系的热塑性塑料有三种，即柔性聚合物体系、刚性聚合物体系和超高分子量聚乙烯（UHMWPE）体系。第一种体系增韧效果不是很理想，后两种体系均可提高PP的缺口冲击性能，同时不会降低拉伸强度。
2.2填充改性
填充改性是指在聚合物加工过程中为了降低原料成本、改善制品性能、达到增量和增强的目的，加入无机填料或有机填料。采用橡胶或弹性体能够达到增韧PP的目的，但是同时往往会降低其他性能，比如共混物的热变形温度、模量和强度。
2.2.1无机刚性粒子增韧PP
常用于PP增韧改性的无机填料包括重晶石、硅灰石、云母粉、滑石粉等。无机粒子因复合效应将其本身性质转移到复合材料中，同时还会改变聚丙烯的结晶行为，进而改善材料的性能。阮锦泉等人通过对PP/硅灰石体系的研究发现：体系模量随硅灰石含量的增加而不断增加。当硅灰石含量为40Phr时，弯曲模量提升了66.3%，拉伸模量提升了31.5%。同时共混体系的弯曲强度、拉伸强度以及断裂强度表现出先升后降的趋势。其缺口冲击强度也是先升后降，当硅灰石含量为30Phr时，达到最大，提升了17.7%。采用甜菜碱对硅灰石进行表面处理后，提高了其在PP基体中的均匀性，PP/表面处理硅灰石体系的缺口冲击强度随含量的增大而大大增强。
2.2.2β晶型成核剂增韧PP
α晶型晶粒粗大，当材料产生形变时，易产生脆性断裂。然而β晶型具有优良的抗冲击性能，因此被广泛用于增韧聚丙烯。付一政等人按质量分数为0.5%的成核剂加入到PP中，进行力学性能测试结果表明：由于β晶型成核剂的加入，PP的力学性能显著提高，同时改善了材料的韧性。在均聚聚丙烯（PPH）和无规共聚聚丙烯（PPR）中加入成核剂后，缺口冲击强度分别提高了1.28倍和0.42倍。由此得出，β晶型成核剂对PPH的增韧效果更好。
2.2.3纳米材料增韧PP
无机纳米粒子具有高的比表面积和较强的吸附性能，通过粒子效应可以影响聚丙烯的结晶行为、力学行为和结晶结构，因此既能够增韧又能够增强PP。从而纳米材料改性PP得到广泛应用。常用的纳米材料有：纳米二氧化硅、凹凸棒土（ATP）、有机蒙脱土（OMMT）等。周中玉等预先将纳米SiO2分散在增塑剂LP中制得纳米溶胶，然后将其与PP进行熔融共混，从而得到增塑增韧PP。研究结果表明：随着纳米SiO2用量的增加，增塑增韧PPR的冲击性能逐渐提高，当纳米SiO2的含量为0.6%时，增塑增韧PPR冲击强度由112.6J/m增高到229.0J/m，当纳米SiO2的含量为0.2%时，增塑增韧PPH的冲击强度由38.9J/m增高到9.4J/m。纳米SiO2还可以提高PP的结晶速率、减小其晶球尺寸。
2.2.4纤维填料改性
玻璃纤维是一维结构的无机填料，它具有高模量和强度，当其加入到PP中，作为骨架能够优异的承担载荷和应力，从而显著增强PP的力学性能和耐热性能。毕冬冬等在W针状硅灰石含量一定的情况下，加入不同含量的玻璃纤维制得聚丙烯/硅灰石/玻纤复合材料，然后通过材料力学性能测试了解玻纤填料对PP刚性、韧性的影响。
3结语
近年来我国聚丙烯工业等到了蓬勃发展，已具有了较好的工业基础，具备了一定的市场竞争力。但与发达国家相比不论是在品种、数量还是质量等方面仍存在很大差距。
参考文献
[1]王磊，刘存鹏，熊祖菁.劍麻纤维增强珊瑚混凝土力学性能试验研究[J].河南理工大学学报（自然科学版），2014，33（6）：826-830.
（作者单位：青海大美煤业股份有限公司）