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高光泽抗冲聚丙烯取代ABS还差几步?

高光泽抗冲聚丙烯取代ABS还差几步? 聚丙烯人
2021-09-11
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导读:孙洲渝(作者)高级工程师,毕业于四川大学高分子材料科学与工程学院在有一期的文章中,我们总结了2019杜塞尔多

孙洲渝(作者)

高级工程师,毕业于四川大学高分子材料科学与工程学院

在有一期的文章中,我们总结了2019杜塞尔多夫的K展中,其中提到家电和小家电产品所使用外观材料,一般都要求具有高光泽、抗刮擦、高耐热和尺寸稳定性等特点,所以ABS或PC/ABS是家电材料的首选。

那个时候ABS价格还没有如现在这样牛气冲天,而行业也一直想通过PP来取代或部分取代ABS,那两个材料到底性能上有哪些差异?通过下面这个表格,可以做个对比。


聚丙烯和ABS性能对比

从上表可以看出,在关键指标栏里面,ABS力学性能占优势,刚性(弯曲模量)具有绝对优势,韧性和尺寸收缩率也都是相对比较好,而ABS的不足,主要是热变形温度较低、密度较高,最大的不足还是价格太高。如果没有价格这个问题,ABS这些不足也都不是问题。

而聚丙烯的优势是价格便宜,基本上只有ABS的一半价格,均聚PP刚性虽好,但韧性太差;共聚PP韧性可以,但刚性不足。两个PP综合起来比如K7926,刚性和韧性虽有一定平衡,但1250MPa的模量和ABS的2700MPa差距还是非常大。

那有没有可能通过聚丙烯改性来提高刚度、韧性和尺寸收缩率?答案是肯定的。

常规的改性方法,如滑石粉、玻璃纤维等,可以提高一定的刚性和韧性。矿粉的加入可以改变聚丙烯的刚性。例如Imifabi的滑石粉数据中提到,40%的滑石粉填充PP,模量可达5000MPa。


滑石粉填充PP:填充量与模量关系

如此大量的填充,新的问题又出现了。表面光泽度下降严重,尤其是玻璃纤维,其表面基本没有光泽。这显然让客户难以接受。矿粉的加入会影响光泽度

从数据上看,加入滑石粉后,聚丙烯的光泽度直接从85下降到只有30;从矿粉来看,硫酸钡的保光率最高,光泽度是65,可惜的是,硫酸钡的保光率最高。这种矿粉对聚丙烯的刚度和强度基本没有帮助。最有帮助的是玻璃纤维,玻璃纤维对光泽的影响比滑石粉严重,所以这条路不好走。


矿粉对聚丙烯光泽度影响

因此,在力学和光泽的平衡方面,仍然需要一种新的创新方法。需要添加少量但刚度大幅增加的解决方案。比如下面这个增刚母粒W40-S,相同的含量下 其模量已超过长玻纤增强PP材料,最高模量达到10000MPa。


增刚母粒和玻璃纤维弯曲模量对比

如果用增刚母粒W40-S来制作高光聚丙烯,是否会在刚性和光泽之间取得平衡?大致性能数据如下,确实差距在不断缩小。


高光泽聚丙烯和ABS性能对比

从以上数据来看,除了收缩率对比,很多已经接近ABS了。


END


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