一种低气味高强度玻纤增强聚丙烯复合材料的制备与研究

0 前言

聚丙烯（PP）作为产量仅次于聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）的最主要的通用塑料之一，具有密度小、成本低、产量大、性价比高、化学稳定性好、易于加工成型和可回收利用等优点。聚丙烯被广泛应用于汽车工业、家用电器、包装材料及建筑材料等各个领域。特别是在汽车领域，随着人们生活水平的提高，除了对汽车的部分部件材料性能要求很高，对材料的低气味要求也越来越高。本论文探讨了一种低气味高强度玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，对玻纤增强聚丙烯复合材料在汽车领域的应用具有重要意义。

1 实验部分

1.1 原料

聚丙烯树脂A：燕山石化；聚丙烯树脂B：宁波台塑；聚丙烯树脂C：洛阳石化；聚丙烯树脂D：韩国SK；

抗氧剂：1010，168天津利安隆；

玻璃纤维（GF）：短切纤维ECS305-4.5/ECT，无捻粗沙ECT4305G-2400，重庆国际复合材料股份有限公司；

润滑剂A：中蓝晨光；润滑剂B： 上海井宏；

首先,对简单函数⊗ci,说明g可测,这里η,而Ai, 1≤i≤m 是Γ中互不相交的可测集。实际上,对于∀s≥0, Γ,有

色母A：上海卡波特；色母B：宁波色母粒；色母C：南京新鹏；色母D：东莞金振；

相容剂A：法国阿克玛；相容剂B：能之光；相容剂C：韩国友星；萃取剂：广州惠林。

某某公司在通信网路基础上已建成地调接入网，在主调和备调分别建有核心路由器，供汇聚及接入路由器通信，主备调任意一台核心路由器故障不影响自动化系统通道，某某公司110kV变电站自动化系统通道接入拓扑如图2所示。

1.2 设备

高速混合机：SHR-100；

CTE-35同向双螺杆挤出机；

注塑机：EM120-SVP/2；

电子万能材料试验机：5982型；

冲击试验机：XJC-220型；

气味瓶；

铁路桥梁施工过程中，需要使用一些特殊墩台用来跨越江河和峡谷。这些墩台与普通墩台相比，当墩身高度较低时，除施工环境差别外，其施工方法大体一致，但当墩身高度较高时，则需根据墩身类型选用不同的施工方法[1]。目前，铁路桥墩身高度已经突破百米，结构多为薄壁空心结构。施工中墩身模板多采用翻模、滑模和爬模，常用结构形式和施工方法如下。

将优选的PP树脂、相容剂、色母、润滑剂与相关助剂使用高速混合机混合均匀后，通过双螺杆挤出机，将树脂与玻璃纤维熔融挤出成型，切粒后烘干，注塑成标准样条，待测试分析。

从表1可以看出：原料气味等级基本上都高于3级，其中PP树脂原料，色母，相容剂对复合材料气味影响最大。PP树脂主要和聚合工艺有关，通过气味测试结果优选了低气味原料。

电热鼓风干燥箱：HTF331A。

“除了划定常年禁渔区外，从今年开始，我们还将全县84条河流列入季节性禁渔区，千岛湖全域均实现了禁渔。”淳安县渔政局局长吴福建说。

1.3 实验部分

1.3.1 原料筛选

将不同的树脂，玻纤、相容剂、润滑剂、色母取样20 g放入气味瓶，在90 ℃±2 ℃的烘箱内放置2 h，然后将气味瓶放置另一预热到60 ℃的烘箱内15 min。然后挑选5名合格的气味评价人员，对原料进行气味等级评价。其所测结果如表1所示。

表1 原料气味等级测试结果

气味等级 产品名称 1级无气味2级有气味但不扰人3级有明显气味但仍不扰人4级有扰人气味5级有强烈扰人气味A √PP原料B √（选择）C √D √A √色母B C√ √D √（选择）A相容剂√（选择）B √C √A润滑剂√（选择）B √ECS305-4.5√玻璃纤维ECT4305G-2400 √（选择）

2.6 护士婚姻质量影响因素回归分析 以婚姻质量总分为因变量，将单因素分析结果中的编制、翻班与否以及月收入作为自变量，进行多元线性回归分析，结果见表4。

1.3.2 实验与性能测试

电子天平；

性能测试：拉伸强度按照国标“GB/T 1040塑料-拉伸性能的测定”测试；弯曲强度按照国标“GB/T 9341塑料弯曲性能的测定”测试；冲击强度按照国标“GB/T 1043硬质塑料简支梁冲击试验方法”测试。

2 结果及讨论

2.1 不同玻纤种类复合材料力学性能测试结果

用两种不同种类的玻纤制备了30%玻纤含量增强聚丙烯复合材料。其力学性能测试结果如下：

The world’s longest sea bridge opened on October 23, snaking 34 miles across China’s Pearl River estuary［河口，江口］ to form a pillar［柱子］of Beijing’s plan to merge［合并，融合］11 cities in its southern region［地区，范围］ into one megalopolis［特大都市］.

从图1可知，短纤ECS305-4.5力学性能优于长纤ECT4305G-2400，主要原因是首先纤维直径更小，为13 µm左右，纤维直径为17 µm左右，短纤与树脂基体接触的比表面积更大；其次，在相同的螺杆组合下，长纤相对于短纤更难被剪切和混合均匀；再次，短纤表面的浸润剂含量一般比长纤更高，而且由于短纤通过自动化加入，玻纤含量控制更精确，纤维保留长度分布范围较窄。最终短切玻纤ECS305-4.5的力学性能更加优异。在满足客户标准的情况下，同时考虑性价比及气味等级要求，本次实验最终选择了ECT4305G-2400做实验。

图1 30%不同种类玻纤增强聚丙烯力学性能

2.2 萃取剂对玻纤增强聚丙烯复合材料气味影响

从表1也可知，原料气味等级都较高，而且原料通过双螺杆高温剪切后，气味等级将进一步上升，为了保证最终制品的气味等级小于3级。必须对生产工艺和配方进一步优化。所以在优选低气味树脂配方的前提下，我们加入了萃取剂，同时降低了挤出温度。

一个课时很难完成所有教学任务，因此教师可在课前录制微视频（如摄像软件的使用和spss软件使用方法）来提高上课效率。另外，教师也可通过培训兴趣小组，让兴趣小组成员在上课期间充当每组的“小组长”来帮助带动其他同学更快完成本节实验拓展课的教学任务。

从表2可知，加入萃取剂后能降低气味等级。其主要原因是萃取剂在挤出过程中能够捕捉树脂和助剂挥发的小分子物质，并通过抽真空系统带出树脂体系。

表2 萃取剂对玻纤增强聚丙烯复合材料影响

气味等级 1级无气味 2级有气味但不扰人 3级有明显气味但仍不扰人 4级有扰人气味 5级有强烈扰人气味加入萃取剂 √不加入萃取剂√产品目标 √

2.3 后加热工艺对复合材料气味影响

由表2可知，加入萃取剂后，气味有所改善，但是也没有达到气味等级3的要求，为了进一步降低气味等级，采用后处理热烘干工艺。

苗木移植成活率是衡量绿化工程成败的关键，经常因为移植环节不到位使苗木“假活”枯死，严重影响景观效益和经济利益，浪费大量的人力、物力和财力。

从图2可以看出，对粒料的热烘干处理有利于降低气味等级。但是由于小分子在粒料内部已经很难出来，当达到一个平衡状态时，烘干时间的延长也无法进一步降低气味等级。

图2 烘干时间对PP复合材料气味等级的影响

3 小结

综上所述：（1）要达到低气味3级的玻纤增强聚丙烯 ，需要筛选出原料本身气味等级就比较低的产品，特别是要控制小分子挥发物的量；（2）选择合适的萃取剂，能够快速大量捕捉小分子物质，并且也容易真空抽出（3）双螺杆工艺要合理，尽量减少产生小分子挥发物，并且能很好的把萃取剂和小分子抽出；（4）后处理加热烘干是一个有效降低气味等级的手段。

参考文献

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［8］张志坚，龚颖，卢康利等.玻纤含量对长纤维增强聚丙烯性能的影响［J］.工程塑料应用，2013，41（1）：35-37.

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