楊吉祥，張福華，張頂頂，曾驥，李彥希

(1.上海海事大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院，上海 201306； 2.浙江四兄繩業(yè)有限公司，浙江臺(tái)州 318000)

作為四大通用熱塑性樹脂之一，聚丙烯(PP)具有耐化學(xué)性、電絕緣性、無毒及良好的加工性能等優(yōu)異性能，已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電子電器、建筑、紡織、包裝、農(nóng)林漁業(yè)和食品工業(yè)等眾多領(lǐng)域。然而，由于PP制品成型收縮率大，低溫抗沖擊性、耐候性及力學(xué)強(qiáng)度與實(shí)際需要存在一定差距，限制了其在某些方面的應(yīng)用。為提高其綜合性能，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，PP高性能化改性技術(shù)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，特別是PP復(fù)合材料化(合金化)可通過組分、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)材料高性能化。

其中，PP與聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)復(fù)合材料化是近年來國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一，PET具有良好耐蠕變、耐疲勞性、耐磨擦、耐熱性及尺寸穩(wěn)定性，與PP復(fù)合制備的PP／PET復(fù)合材料在較寬的溫度范圍內(nèi)具有良好的物理力學(xué)性能以及良好的耐彎曲疲勞性，同時(shí)電絕緣性優(yōu)良，具有耐摩擦性、耐疲勞性和尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。但PP為非極性材料，PET為極性材料，二者相容性較差，復(fù)合過程中需要性能優(yōu)異的改性劑及適當(dāng)?shù)母男苑椒ú拍馨l(fā)揮出兩種材料的優(yōu)點(diǎn)。

筆者回顧了近幾年改性PP／PET復(fù)合材料的改性方法，重點(diǎn)介紹了成核劑改性方法對(duì)PP／PET復(fù)合材料界面的力學(xué)性能影響，闡述了成核劑改性機(jī)理，對(duì)比了幾種不同改性劑改性方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)PP／PET復(fù)合材料中改性劑改性方法的發(fā)展進(jìn)行了展望。

目前，基于PP／PET復(fù)合材料的改性劑可分為以下三大類：非纖維化改性劑、纖維化改性劑和成核改性劑。非纖維化改性劑包括單體改性劑、共單體改性劑和界面活化劑；纖維化改性劑包括PET短纖維改性劑、碳纖維改性劑和玻璃纖維改性劑；其它改性劑主要包括聚磷酸酯阻燃劑等阻燃改性劑等。

1 非纖維化改性

1.1 單體改性

單體改性是指將單一的一種化合物接枝到另一種化合物上形成共聚物，比如將馬來酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)形成共聚物，根據(jù)接枝物和被接枝物的不同可以形成不同的改性劑，除常見的PP-g-MAH外，還有馬來酸酐接枝聚乙烯／辛烯共聚物(POE-g-MAH)等。

周紅軍等[1–2]用熔融共混法制備了PP／PET共混物，然后分別用PP-g-MAH和POE-g-MAH作為改性劑對(duì)共混物進(jìn)行改性，研究了改性劑對(duì)共混物力學(xué)性能和結(jié)晶行為產(chǎn)生的影響，結(jié)果表明PP-g-MAH和POE-g-MAH分別使得共混體系的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率提高，同時(shí)使得PP的結(jié)晶峰溫降低，半結(jié)晶時(shí)間延長(zhǎng)。

使用回收聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(r-PET)既能緩解環(huán)境問題，又可以促進(jìn)資源的回收利用，目前已有較多研究。除了應(yīng)用于PP／PET復(fù)合材料外，改性劑也可用于PP／r-PET共混物，李樹材等[3]采用熔融共混的方法，使用甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚丙烯(PP-g-GMA)改性PP／r-PET共混物，研究了改性劑對(duì)共混物力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明改性劑提高了共混物的拉伸強(qiáng)度和拉伸彈性模量，降低了r-PET的熔點(diǎn)。

楊亮等[4]對(duì)r-PET進(jìn)行擴(kuò)鏈改性得到的最佳溫度是250℃、擴(kuò)鏈劑亞磷酸三苯酯(TPP)添加量為3%。紅外分析顯示在960 cm-1處出現(xiàn)P—O—C吸收峰，說明擴(kuò)鏈成功。特性黏度、黏均分子量分別由0.387 6 d L／g，15 662 g／mol提高到0.946 4 d L／g，41 060 g／mol，擴(kuò)鏈效果明顯。

1.2 共單體改性

共單體改性是指利用一種化合物作為共單體，將一種化合物接枝到另一種化合物上形成共聚物。因具有更高的接枝率，此技術(shù)可以使PP／PET復(fù)合材料共混體系更加充分地熔融。

董銀春等[5–6]利用鄰苯二甲酸二烯丙酯(DAP)作為共聚單體，將甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)和馬來酸酐(MAH)分別接枝到PP上，制備了PP-g-(DAP-co-GMA)和PP-g-(DAP-co-MAH)，發(fā)現(xiàn)在GMA和MAH接枝PP的過程中假如DAP作為共聚單體，可以減少PP在接枝過程中的降解，提高GMA和MAH的接枝率，將兩種改性劑加入到PP／PET共混物中，共混體系的共混扭矩和拉伸強(qiáng)度提高，PET分布更加均勻，熔點(diǎn)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低，在PP／PET復(fù)合材料中起到了增容作用。

劉娜[7]采用乙烯–丙烯酸丁酯–甲基丙烯酸縮水甘油酯的三元共聚物(PTW)改性PP／PET共混合金，制備了PP／PET／PTW形狀記憶功能高分子材料。PTW改性劑使得PP和PET之間的相容性大大提高，PET分散相的粒子尺寸得以細(xì)化并降低了界面張力，提高了PP與PET的粘結(jié)。PTW分子鏈的環(huán)氧基團(tuán)與PET端基發(fā)生了開環(huán)反應(yīng)，同時(shí)PTW的乙烯鏈段和基體PP具有相互作用，所以PTW的加入提高了共混合金的相容性。PTW的加入提高了PET對(duì)PP的異相成核作用，提高了PP的結(jié)晶能力，同時(shí)對(duì)PP的晶體結(jié)構(gòu)沒有產(chǎn)生影響。對(duì)PP／PET／PTW共混合金形狀記憶能力的分析表明，添加1份PTW，設(shè)定拉伸溫度為165℃，拉伸比為80%，回復(fù)溫度為170℃，回復(fù)時(shí)間為120 s時(shí)，共混合金的性能達(dá)到最優(yōu)，形狀回復(fù)率為97.5%，形狀固定率為98.85%。對(duì)PP／PET／PTW共混合金物理性能的分析表明，PTW的引入提高了PP／PET共混體系的斷裂伸長(zhǎng)率和缺口沖擊強(qiáng)度，縮短了塑化時(shí)間，提高了加工性能。

曾以仁[8]對(duì)r-PET和PP進(jìn)行共混，首先探討擴(kuò)鏈劑均苯四甲酸酐(PMDA)和抗氧劑1010分別對(duì)r-PET／PP共混物力學(xué)性能的影響，由此來確定兩者的最佳添加量，之后再和增容劑PP-g-MAH一起添加到配比不同的r-PET／PP共混物中，以測(cè)試共混體系的力學(xué)性能，并進(jìn)一步從差示掃描量熱曲線和共混體系的微觀形態(tài)來分析其相容性和性能的關(guān)系。對(duì)以上實(shí)驗(yàn)方案的測(cè)試結(jié)果表明：抗氧劑1010的添加使r-PET／PP共混體系力學(xué)性能均有所提高，且最佳的添加量為0.2份；添加擴(kuò)鏈劑PMDA之后，共混體系的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和彎曲強(qiáng)度均有了不同程度的提高，最佳的添加量為0.1份，但是擴(kuò)鏈劑會(huì)使得共混物的沖擊強(qiáng)度降低，并且擴(kuò)鏈劑劑量越多，沖擊強(qiáng)度降低的也越多。在擴(kuò)鏈劑，增容劑，抗氧劑三者共同作用下的共混體系，在添加增容劑之后，共混體系的力學(xué)性能在不同程度上均得到了改善。

2 纖維化改性

2.1 PET短纖維

PET短纖維改性是通過向復(fù)合材料中填充PET纖維進(jìn)行增強(qiáng)，與碳纖維和玻璃纖維相比，PET纖維具有價(jià)格低、可回收、對(duì)加工設(shè)備損耗小等優(yōu)點(diǎn)。劉柏林等[9–10]通過對(duì)不同種類PET短纖維研究的結(jié)果表明：洛陽(yáng)石化樣品結(jié)晶能力強(qiáng)，結(jié)晶度比儀征化纖樣品聚合物的結(jié)晶度大；兩者纖維熱穩(wěn)定性差別不大。油劑對(duì)纖維結(jié)晶能力有影響，對(duì)纖維的熱分解溫度變化不大，對(duì)纖維的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)衰減影響明顯。

周麒麟等[11]對(duì)r-PET短纖維增強(qiáng)PP復(fù)合材料進(jìn)行了研究，對(duì)材料的力學(xué)性能、熱力學(xué)性能、加工性能和相結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試，使用甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝乙烯–辛烯共聚物(POE-g-GMA)作為體系的增容劑。結(jié)果顯示，添加增容劑POE-g-GMA后，纖維和基體兩者的界面之間的粘結(jié)力得到了顯著增強(qiáng)，纖維的分散性得到了改善，材料的流動(dòng)性得到了提高，同時(shí)也提高了PP的結(jié)晶性能。當(dāng)添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%～12%的r-PET短纖維時(shí)，與純PP相比，增容后的材料具有更好的綜合力學(xué)性能。王春廣等[12-13]以β成核PP為基體，然后分別加入PET纖維和PP接枝馬來酸酐(PP-g-MAH)，分別對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能、結(jié)晶性能和熔融性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：PET纖維的加入對(duì)β成核PP的結(jié)晶性能影響很小，β晶的含量有所下降，但是仍維持在85%以上；PET纖維的加入，使材料的沖擊強(qiáng)度下降，但是拉伸彈性模量和拉伸強(qiáng)度均有顯著提高。PP-g-MAH增容劑減少了PET纖維對(duì)PP結(jié)晶行為的影響，使β晶的含量上升到90%以上。同時(shí)復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和彈性模量均獲得了顯著提高。

為了環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展，除了使用初次生產(chǎn)的PET短纖維外，也可以采用r-PET短纖維。石素宇等[14]利用廢棄無紡布制得r-PET纖維，通過熱壓成型技術(shù)制備不同纖維含量的r-PET／PP復(fù)合材料，結(jié)果表明：當(dāng)較少的r-PET纖維分布在PP基體中時(shí)，與基體的結(jié)合緊密；PP分子鏈的結(jié)晶性能在r-PET纖維的異相成核作用下得到了提高，晶粒更加細(xì)化；這種微觀相結(jié)構(gòu)提高了r-PET／PP復(fù)合膜的力學(xué)性能，當(dāng)r-PET纖維的含量為0.1時(shí)，r-PET／PP復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度提高了25.99%，斷裂伸長(zhǎng)率提高了61.96%。楊華軍等[15]用PP-g-MAH，甲基烯酸甲酯和苯乙烯混合物(St／MMA)兩種增容劑對(duì)PP和r-PET復(fù)合材料的界面進(jìn)行改性，研究了力學(xué)性能、熱性能和微觀形態(tài)。結(jié)果表明：r-PET的加入降低了PP的拉伸強(qiáng)度，改善了彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量，使沖擊強(qiáng)度極大提高。當(dāng)填充較多r-PET時(shí)，PP-g-MAH改性有助于改善彎曲性能和韌性，St／MMA混合物改性則更加有利于拉伸性能和彎曲性能。在擠出共混時(shí)可將r-PET在PP中實(shí)現(xiàn)單纖維分散，PP-g-MAH和St／MMA改性改善了PP和r-PET的界面粘結(jié)，并且St／MMA更優(yōu)。以上3類PP／r-PET復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性都有所提高。王志鋼等[16]將廢棄的PET紡織品進(jìn)行打漿，獲得r-PET短纖維作為增強(qiáng)材料，馬來酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)作為增容劑，采用熔融共混和注塑成型的方法，制備了纖維增強(qiáng)型高密度聚乙烯(PE-HD)復(fù)合材料。復(fù)合材料中的PET纖維均勻地分散，并且拉伸性能、沖擊性能、彎曲性能均隨著基體中纖維含量的增加而不斷增強(qiáng)，結(jié)晶速度也相應(yīng)升高，而熱穩(wěn)定性基本保持不變。

在使用PET短纖維改性復(fù)合材料性能的過程中，為了提高其改善性能，PET短纖維本身的性能也不斷得到改善。葉海華[17]采用熔融密煉反應(yīng)法，選用環(huán)氧官能化助劑HY–3255G作為r-PET的親水改性劑制備r-PET／HY–3255G共混物，提高了PET短纖維親水性。

宋寶玉等[18]研究了PET聚合物在溶劑中溶解的過程以及其在反溶劑誘導(dǎo)的情況下，形成纖維的過程。并在此基礎(chǔ)上分別考察了PET溶液濃度、攪拌速率、反溶劑的配比等影響因素對(duì)纖維形貌、尺寸分布、結(jié)晶性能的影響。研究表明，減小PET溶液的濃度、提高流體的剪切速率以及增加反溶劑丙三醇的含量，均有利于獲得尺寸更為細(xì)小均勻的纖維；而增加攪拌的速率、降低反溶劑丙三醇的含量則可以得到結(jié)晶性能較高的微細(xì)纖維。張素風(fēng)等[19]提出了一種快速，高效的方法(沉析法)將r-PET 切片制成原纖化的纖維，首先將r-PET在溶劑體系(苯酚／四氯乙烷)中溶解；其次在黏性剪切介質(zhì)，即高速攪拌的凝固劑(甘油／無水乙醇)中誘導(dǎo)其沉淀。制備的纖維外形似飄帶狀，形態(tài)柔順；纖維長(zhǎng)度在0.20～0.80 mm，寬度0.5～4 μm 左右，均勻分散于水介質(zhì)中。剪切力的大小可以調(diào)控纖維表面原纖化的程度，隨著剪切力的增大，纖維的表面接觸角可達(dá)61.7°，結(jié)晶度達(dá)到39.9%，熔融溫度為250.8℃，性能優(yōu)異的原纖化纖維可用于復(fù)合增強(qiáng)材料領(lǐng)域。

2.2 碳纖維(CF)

使用CF改性是另一種重要的纖維化改性方法。在CF改性復(fù)合材料中，常常使用短切碳纖維(SCF)或CF粉末對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行改性。

陶振剛等[20]總結(jié)考察了注射壓力、熔融溫度、恒壓壓力、注射速率四個(gè)因素分別對(duì)6種配方的PP／CF復(fù)合材料的熔融流動(dòng)性的影響，對(duì)四個(gè)因素的影響程度的大小做了比對(duì)，同時(shí)優(yōu)化工藝條件獲得了流動(dòng)性最好的工藝參數(shù)組合，并通過實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證。結(jié)果表明，注射壓力和溫度對(duì)熔體流動(dòng)性能影響最大，PP／CF復(fù)合材料的熔體流動(dòng)速率和螺線長(zhǎng)度隨著CF含量的增加而降低，降低的速度先快后慢。

石品品[21]使用PET作為基體，將長(zhǎng)度為2 mm的SCF作為增強(qiáng)材料，并采用熔融共混方法來制備PET／SCF復(fù)合材料，研究了SCF的含量以及SCF的表面處理對(duì)PET／SCF復(fù)合材料性能的影響及其處理機(jī)理。結(jié)果顯示，當(dāng)添加未經(jīng)表面處理的SCF時(shí)，隨著其含量的增加，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲彈性模量均有不同程度的增加，熱穩(wěn)定性提高，結(jié)晶性能提高。當(dāng)添加經(jīng)過濃硝酸加硅烷偶聯(lián)劑復(fù)合處理方法的SCF時(shí)，與未經(jīng)表面處理相比，彎曲強(qiáng)度提高了23%，彎曲彈性模量也提高了16%，SCF表面處理后對(duì)復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性影響不大。

CF的優(yōu)異的性能促使其作為PET改性劑，但CF的表面惰性成為PET／CF復(fù)合材料性能表現(xiàn)的短板。

林國(guó)良[22]選用了偶聯(lián)包覆法和化學(xué)接枝兩種方法分別對(duì)CF進(jìn)行表面處理。第一種方法是利用SF570進(jìn)行偶聯(lián)包覆CF，研究了偶聯(lián)處理CF對(duì)PET復(fù)合材料性能的改善效果。第二種方法是將與PET相容性較好的官能團(tuán)在CF表面進(jìn)行化學(xué)接枝，并在接枝之前先使用混酸對(duì)CF進(jìn)行預(yù)處理，目的是為了取得更好的接枝效果。結(jié)果表明，與偶聯(lián)包覆的CF相比，未經(jīng)處理的CF在PET結(jié)晶性能上改善效果更佳。通過接枝之后，復(fù)合材料的熱變形溫度、沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度方面與未經(jīng)處理CF相比，均有了進(jìn)一步的提高。

冉紅孟等[23]分別使用CF粉末和SCF作為增強(qiáng)相，比較了二者對(duì)PP的增強(qiáng)效果和加工難易度，通過對(duì)拉伸性能和沖擊性能的測(cè)定，考察了CF粉末的含量和SCF的含量分別對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：隨著CF含量增加，復(fù)合材料的拉伸性能和沖擊性能都出現(xiàn)了先增加后減小的趨勢(shì)，并且SCF的增強(qiáng)效果更顯著，CF粉末的適應(yīng)性、穩(wěn)定性更強(qiáng)，該研究對(duì)CF制品的生產(chǎn)具有十分重要的意義。

徐才華等[24]研究了CF表面處理對(duì)復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和拉伸彈性模量的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過強(qiáng)酸處理之后，CF和PP結(jié)合處的縫隙消失，兩者的結(jié)合界面處發(fā)生斷裂，說明兩者之間的界面相互作用明顯，因?yàn)樵趶?qiáng)酸的作用下，CF的表面結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，粗糙程度增加，同時(shí)具有活性的官能團(tuán)在CF表面形成，使CF和PP之間的相互作用力增強(qiáng)，使CF表面PP結(jié)晶成核，從而使得復(fù)合材料的拉伸彈性模量以及拉伸強(qiáng)度均有了顯著的提高。

2.3 玻璃纖維

玻璃纖維改性可以顯著提高復(fù)合體系的沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。目前使用玻璃纖維改性PP／PET復(fù)合材料的研究比較少，不過在PP基方面有一些研究，通過對(duì)這些PP基方面的概述，可以啟發(fā)PET復(fù)合材料中的應(yīng)用。

程國(guó)君等[25]采用熔體擠出浸漬工藝制備連續(xù)合股無捻粗玻璃纖維(CUGF)增強(qiáng)PP復(fù)合材料。研究了以硅烷偶聯(lián)劑γ－氨丙基三乙氧基硅烷(SA550)和PP-g-MAH作為界面改性劑時(shí)二者對(duì)CUGF填充PP復(fù)合材料的界面相容性和PP力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，PP ／PP-g-MAH ／CUGF 復(fù)合材料的力學(xué)性能明顯優(yōu)于PP ／SA550／CUGF 復(fù)合材料。在CUGF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32%時(shí)，PP／PP-g-MAH／CUGF復(fù)合體系的拉伸強(qiáng)度比PP／KH550／CUGF復(fù)合體系的拉伸強(qiáng)度提高了54%，彎曲強(qiáng)度提高了69%，沖擊強(qiáng)度提高了40%。

周滿等[26]將β成核劑和改性玻璃纖維添加到PP中，制備增韌PP復(fù)合材料，對(duì)材料的力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試，并使用偏光顯微鏡，掃描電鏡和差示掃描量熱儀研究了復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)與沖擊性能之間的關(guān)系。結(jié)果表面：經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性后的玻璃纖維，其與基體之間的相互作用力得到了增強(qiáng)，β成核劑使芯層之間產(chǎn)生了β晶體，復(fù)合材料表現(xiàn)了優(yōu)異的韌性，沖擊強(qiáng)度達(dá)到了14 kJ／m。

傅繼春等[27]使用PP-g-MAH改性后的PP樹脂對(duì)玻璃纖維進(jìn)行浸漬，進(jìn)行改性，通過直接浸漬，增強(qiáng)體浸漬，累加浸漬等不同工藝進(jìn)行制備玻纖增強(qiáng)PP復(fù)合材料(GMT)。使用掃描電子顯微鏡對(duì)使用不同工藝制備的GMT界面形態(tài)進(jìn)行掃描，測(cè)定浸漬處理后玻纖的疏水性，研究了浸漬工藝中PP-g-MAH的用量對(duì)GMT彎曲，拉伸，沖擊等性能的影響。結(jié)果表明：采用PP-g-MAH改性后的PP樹脂進(jìn)行浸漬改性的方法，使得玻纖的包覆效果良好，經(jīng)過浸漬處理后的玻纖，疏水性增強(qiáng)；并可以得到與PP／PP-g-MAH改性樹脂浸漬玻纖時(shí)相似的改性效果和相近的力學(xué)性能。

3 成核劑改性

PP的結(jié)晶度較高，是一種具有同質(zhì)多晶現(xiàn)象的高分子材料，在不同的條件下可形成不同的晶形，如α，β等晶型，在一般加工條件下，PP結(jié)晶時(shí)的主要晶型為α形，在特定結(jié)晶條件下或添加β成核劑時(shí)可以形成β晶型。成核劑改性復(fù)合材料是一種有效的改性方法，可以使改性后的晶型晶粒形成獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，明顯改善材料的力學(xué)性能，改善韌性和熱變形溫度。成核劑改性復(fù)合材料主要有兩種方法。一種方法是通過簡(jiǎn)單地向復(fù)合材料中添加β成核劑，將成核劑均勻地分散于復(fù)合材料中，促使晶型改變，增加韌性；另一種方法是通過協(xié)同增韌的方法，在晶型結(jié)構(gòu)改變的同時(shí)，PET以島狀結(jié)構(gòu)分散在PP中，當(dāng)加入β成核劑后，一部分分散在PP基體中，另一部分進(jìn)入PET顆粒中，導(dǎo)致復(fù)合材料的結(jié)晶溫度和結(jié)晶度下降，使得韌性得以提高。

陳雷等[28]分別以β成核劑二苯基己二酞二胺(NT–C)和芳酰胺類化合物(TMB–5)增韌PP／EPDM復(fù)合材料，制備了PP／EPDM／NT–C復(fù)合材料與PP／EPDM／TMB–5復(fù)合材料。研究了β成核劑與EPDM的協(xié)同增韌效應(yīng)，以及兩種β成核劑對(duì)PP／EPDM 復(fù)合材料固化行為及結(jié)晶行為的影響。結(jié)果表明，在TMB–5含量相同時(shí)，PP／EPDM／TMB–5的結(jié)晶速率隨著EPDM含量的增加，先增大后減小，在EPDM質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%時(shí)達(dá)到最佳。在EPDM含量相同時(shí)，PP／EPDM／NT–C復(fù)合材料的結(jié)晶速率隨著NT–C含量的增加，逐漸提高。

陳永東等[29]將β成核劑加入到PP／POE(聚丙烯／聚烯烴彈性體)體系中，進(jìn)行熔融共混，經(jīng)成型加工制備標(biāo)準(zhǔn)樣條，測(cè)試樣條的拉伸性能、沖擊性能、結(jié)晶性能以及熱力學(xué)性能。研究結(jié)果表明：β成核劑的加入可有效改善PP／POE 體系的韌性，當(dāng)w (β成核劑)=0.3%，w (POE)=80%(相對(duì)于PP／POE 總質(zhì)量而言)時(shí)，復(fù)合材料的力學(xué)性能最佳；β成核劑的加入可有效改善PP／POE體系的結(jié)晶情況，隨著POE在體系中含量的增加，結(jié)晶度呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)。

成核劑改性除了用于改善復(fù)合材料力學(xué)性能，也常被用作添加劑來改善復(fù)合材料的熱性能。PP在溫度升高的過程中還會(huì)發(fā)生β→α-等規(guī)聚丙烯(iPP)的轉(zhuǎn)變[30–33]。β-iPP屬于亞穩(wěn)態(tài)晶型，通常等規(guī)聚丙烯在制備時(shí)會(huì)形成穩(wěn)定程度最高的α晶型[34]，呈現(xiàn)出α，β兩種晶型的原因，可能是因?yàn)榻?jīng)過了拉伸處理或者是剪切作用，成核劑的加入也有可能造成此現(xiàn)象[35]。α-iPP的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致在施加外力時(shí)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)較難，整體具有更高的剛度和拉伸強(qiáng)度[36]。而β-iPP因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)更松散，所以能承受更大的沖擊作用，并且韌性也比較好[37–40]。β–PP對(duì)紫外線的抵抗能力也要強(qiáng)于α-iPP，而且β-iPP產(chǎn)生變形時(shí)的溫度較α-iPP更高[41–44]。具有α，β兩種晶型結(jié)構(gòu)有利于提高PP的力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性。

4 其它改性方法

改性PP／PET復(fù)合材料方法還有很多，如劉敏秋[45]利用激光將透明PET或純白PP焊接在一起，透明和純白熱塑性塑料是焊接中最難焊接的兩類塑料品種，為利用這兩種塑料在3.0 μm波段具有適度透過率和吸收率的光學(xué)特性，使用自主研發(fā)的3.0 μm光纖激光器在不添加任何吸收劑的情況下，分別對(duì)這兩種塑料進(jìn)行搭接焊，并將其與0.818 μm激光，采用添加吸收劑方法的焊接效果進(jìn)行對(duì)比，表明在無吸收劑的條件下，3.0 μm激光可成功焊接透明PET和純白PP，其樣品的破壞拉伸力分別達(dá)到母材的56.8%和94.3%，且相對(duì)于0.818 μm激光的焊接效果，3.0 μm激光焊接得到的樣品的力學(xué)性能較佳，外觀較清潔、美觀。

5 結(jié)語

目前，改性劑改性的研究重點(diǎn)主要集中在對(duì)改性劑性能的提高。通過提高改性劑本身的性能以及對(duì)復(fù)合材料晶型轉(zhuǎn)變的程度，進(jìn)而使PP／PET復(fù)合材料整體得到改善。

筆者所述的改性方法雖然可以有效提高復(fù)合材料的韌性和強(qiáng)度，但每種方法都存在不足之處。如加入玻璃纖維雖然使得韌性和沖擊性能提高，但有可能會(huì)造成復(fù)合材料熱性能的下降，所以需要控制玻璃纖維的添加量。此外，影響PP／PET復(fù)合材料性能的因素還有很多，如改性劑單體的種類等。在實(shí)際的工業(yè)化生產(chǎn)中，PP／PET復(fù)合材料的制備更會(huì)受到生產(chǎn)成本、經(jīng)濟(jì)效益的制約。總之，作為重要的工程材料，還需要繼續(xù)探索出更加高效簡(jiǎn)便的改性方法，比如使用新型有機(jī)及無機(jī)納米材料作為改性劑等。