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    富康轎車保險杠PP改性專用料研究

    [ 07-8-20 0:12 ]  太平洋汽車網  

      一、前言

      隨著汽車工業的發展,特別是轎車向著輕量、高速、安全、節能、舒適、低成本的方向發展,工程塑料在汽車材料中的地位日趨重要,汽車保險杠用PP改性料以它良好的加工性能、沖擊性能、耐老化性能、及高強度、質輕等各種優點是汽車用工程塑料用量較大的一個品種。

      富康轎車保險杠材料的開發有兩個難點。一是材料理化性能指標的要求;二是成型工藝的要求。國內一般的保險杠用PP改性粒料的收縮率在1.1—1.3之間,而富康轎車保險杠由于模具的特點,要求PP改性粒料的收縮率必須達到1.45--1.55之間,這是研制富康用轎車保險杠料的關鍵所在。其次,由于富康轎車保險杠成型面積大,為保證成型產品有很好的外觀性能,要求保險杠料必須有良好的流變性能,以保證成型工藝的順利進行,使成型產品有良好的外觀性能。

      在研制過程中我們經過反復試驗,采用多種試驗手段做了許多分析對比,最終取得了滿意的結果。

      二、試驗部分

      1.主要原材料

      PP P340 MFI=1.0 盤錦石化; PP K1008 MFI=10 燕山石化; LDPE 1C7A 燕山石化

      EPDM 荷蘭DSM公司; SBS 792 岳陽石化總廠; POE 美國杜邦公司

      PE蠟 武漢高分子材料廠; 滑石粉 1250目 廣西龍廣滑石公司; MBS 進口

      黑色母粒 美國卡博特公司; 抗氧劑 1010 、168 天津力生化工廠; Cast 溫州助劑總廠

      2.試驗設備

      熔融指數儀 μPXRZ-400C 吉林大學科教儀器廠; 熱老化箱 上海產

      萬能試驗機 WSM-2000 長春智能儀器設備研究所; 流變儀 PLE331 Braebendar

      制樣機 承德寶華電器有限公司; 注塑機 TP120T 北京信冠機械設備制造有限公司

      擠出機 TM40MVC/D-40 意大利MARIS; 沖擊機 XJD數顯 承德寶華電器有限公司

      工藝流程和條件

      流程:A:原料混合——擠出造粒——注塑保險杠——外觀成品檢驗

      B:原料混合——擠出造粒——注塑打樣——檢測分析

      工藝條件:

      擠出溫度 200--240℃; 螺桿轉速 300轉/min; 打樣注塑溫度 190--210℃

      保險杠注塑溫度 210--250℃; 檢測方法 ASTM

      三、結果討論

      1. 橡膠對共混材料性能的影響

      PP是一種綜合性能比較好的通用塑料,但由于其是高等規度、大球晶聚合物,從而表現為低溫脆性。改善PP的低溫脆性是PP改性的主要問題,也是該產品研究開發的首要問題。與橡膠共混是改善PP低溫脆性的最有效途徑,根據溶解度參數相近的原理及有關資料介紹,我們選擇了EPDM、SBS、POE等幾種彈性體作為PP的增韌劑試驗。

      A. 增韌劑的選擇

      幾種增韌劑對PP的增韌效果,如圖一所示。從圖中可看出EPDM和POE的增韌效果優于SBS,POE前期效果優于EPDM,當含量達到20%以上時,EPDM優于POE。幾種橡膠增韌效果都比較理想。隨著橡膠含量的增加缺口沖擊強度也逐步增加,其內在原因是分散相的橡膠微粒吸收和分散了大量的沖擊能,橡膠微粒作為大量的應力集中物。當材料受到沖擊時,引發大量的裂紋起到吸收和分散沖擊能的作用。同時大量裂紋之間互相干擾,阻止裂紋的進一步發展,從而改善了PP的韌性。

      從試驗中我們也發現,橡膠對PP韌性的改善,除了橡膠含量之外,和橡膠在PP中的分散程度關系很大,分散粒徑越小越好。從分散程度看POE相對好分散一些,EPDM和SBS次之。

      從試驗中我們也發現不同的橡膠對PP的流動性影響也不一樣。如表一所示,在橡膠含量為25份時,SBS對流動性影響最大,POE影響最小。為了保證最終產品的流動性,選用不同橡膠時,應在流動性上設計不同的配方。

    增韌劑的效果比較


      表一:橡膠對聚丙烯流動性的影響

    橡膠對聚丙烯流動性的影響


      B. 橡膠對彎曲模量的影響

      加入橡膠后材料的彎曲模量變化如圖二所示,隨著橡膠含量的增加,材料的彎曲模量逐步下降,從一開始的1600MPa下降至600MPa,配方設計時應依據產品的要求選擇合適的橡膠比例,保證最終產品質量。

      試驗中我們還發現EPDM對模量的下降程度比SBS和POE稍微嚴重一些。

      C. 橡膠對材料拉伸強度的影響

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