2010"復材展-JEC"優秀創新獎參選產品:功能性聚丙烯乳液

 

    產品用途:功能性聚丙烯乳液主要應用于連續玻纖拉絲、連續玻纖的在線浸潤,以用于制造連續玻纖/聚丙烯混雜纖維和相應的連續玻纖增強聚丙烯束、玻纖針刺氈和天然纖維針刺氈的浸潤和相應的復合材料。經過功能性聚丙烯乳液處理過的連續玻纖、玻纖針刺氈、天然纖維針刺氈,用于制造聚丙烯復合材料中的LFT-PP、GMT-PP和NMT-PP,材料力學性能相應提高。根據應用不同,功能性聚丙烯乳液擬采用專業工廠生產和(或)現場生產方式。
    技術特點:荷蘭DSM公司生產的功能性聚丙烯乳液應用于連續玻纖拉絲已經有多年的歷史,相應的連續玻纖分為用于制造LFT-PP和GMT-PP兩種產品。意大利科摩,美國PPG、Eastman、歐文思科寧,法國圣哥班、日本Asahi公司等都有相應的產品或,這些內容只涉及玻纖增強PP的報道,未涉及天然纖維增強PP。國內至今為止沒有相關內容的報道。本單位開發的功能性聚丙烯乳液,根據應用不同,有相應的系列產品,如應用于連續玻纖拉絲、連續玻纖的在線浸潤的產品和玻纖針刺氈、天然纖維針刺氈的浸潤的產品等,不僅應用于處理玻纖,還可應用于處理天然纖維。根據應用不同,功能性聚丙烯乳液擬采用專業工廠生產和(或)現場生產方式,相應的功能性聚丙烯乳液的性能、價格等不同,這種情況比較適合的國情。傳統制造功能性聚丙烯乳液采用聚丙烯蠟為原料,通過接枝,采用常壓(含溶劑)和加壓(無溶劑)方式,輔助加入乳化劑和攪拌等因素,制造具有一定穩定期的乳液產品。但這種方式只適合專業工廠生產,且設備的投資較大,相應的產品應用于連續玻纖的拉絲。而本研究針對應用不同,分別采用不同的技術路線,因而相應的技術和產品具有一定的創新性。
    (1)經過鄭州大學橡塑模具工程研究中心的測試,功能性聚丙烯乳液處理玻纖,容易誘導玻纖-PP界面出現橫晶,因而界面粘結強度提高,玻纖在PP基體中更容易分散,玻纖增強效果更突出。
    (2)經過功能性聚丙烯乳液處理的玻纖針刺氈和天然纖維針刺氈,進而制造的GMT-PP和NMT-PP,相應的力學性能與傳統方法相比有較大的提高,特別是同時提高拉伸、彎曲和沖擊強度,與國外高端(如PPG公司的GMT-PP)產品性能接近。
    (3)經過功能性聚丙烯乳液處理的其它增強材料,如云母等,進而制造的顆粒增強PP,相應的力學性能與傳統方法相比有一定的提高。
    (4)利用本單位的專用設備,連續玻纖在功能性聚丙烯乳液中浸潤,可以制造出相應的連續玻纖,用于LFT-PP和GMT-PP;也可實現連續玻纖的在線浸潤以用于制造連續玻纖/聚丙烯混雜纖維和相應的連續玻纖增強聚丙烯束;這些研究內容為大范圍工業化鋪墊基礎。
    市場評價:應用于增強PP的連續玻纖,是玻纖在增強塑料的重要應用領域并得到高速的發展。但由于玻纖-PP沒有良好的界面粘結并產生系列問題,國外大玻纖公司普遍在玻纖拉絲過程中加入功能性聚丙烯乳液,但這種乳液的穩定期較短,因而在國內采用國外公司的功能性聚丙烯乳液受到限制,而國內并沒有相應的產品。對于GMT-PP和NMT-PP產品,為了提高增強材料-PP界面粘結強度,往往在PP基體中加入馬來酸酐接枝PP作為界面相容劑使用,但這樣會增加成本,且提高材料的拉伸、彎曲強度的同時,往往導致沖擊強度的下降。開發國產功能性聚丙烯乳液系列產品,可以填補我國在該領域的空白,必將受到用戶的歡迎和具有良好的市場前景。
    參展單位:鄭州大學