pp材料的耐久性分析

pp材料的耐久性分析

黄李胜 李景

广州合成材料研究院有限公司

摘要：随着经济的快速发展，现在人们对汽车的使用率变得越来越高，对汽车工业的要求也就变得越来越高。轻量化的要求给一些高分子的材料带来了发展的机会。高分子材料有很多的优点包括：绝缘性好、容易加工等。但是现在人们对车的外观要求越来越苛刻，要想让高分子材料的发展空间变大，就需要解决目前存在的耐化伤性能差的问题。人们经过了无数的研究终于发现了一种材料就是pp材料。本文通过分析在pp材料里面添加不同类型的划伤剂的方法，测试划伤材料的耐化性划伤效果，根据效果不同进行研究，最终探究pp材料的耐久性。

关键词：pp材料；耐久性

目前在车用材料中使用最多最高的高分子材料就是pp材料。pp材料主要体现在车的内饰里面，这些内饰在生产、运输和安装的时候都非常容易出现碰撞和挤压的现象，如果耐久性不好，就非常容易出现缺陷，影响整体的美观。

通过我国很多的研究人员不断的研究发现pp材料的表面和内部有很多的硅酮类的耐划伤剂，这些耐化剂对pp材料有耐久性的作用，加入耐化剂之后能够改善pp材料的耐久性。本文对比了几种不同的耐划伤剂，对其进行了相应的分析，最终选择一种效果非常好的进行了研究。

一、pp材料：

pp材料是一种半结晶的热塑性塑料，是五大通用塑料之一，地位仅次于PE和PVC。有非常大的耐冲击性和强韧性。因其材料自身的特点在工业界中被广泛的应用。现在中国已经是pp材料最大的需求市场，充分的吸引了国际的目光。一些欧美等企业国家都开始凭借自己的科技和实力开始进行研究，希望能够牢牢的抓住进口pp材料的市场。韩国。新加坡等国家也借助自己的地理特征和网络销售的优势现在也已经成为进口pp材料的主要来源。一些中东的国家也靠着自己有pp材料成本的优势开始后来居上。和传统的交易相比，现在一些国家已经开始在天津和福建等进行pp材料的合资生产，加快了进口pp材料渗透国内市场的脚步，通过以上的背景可以知道现在对国内的pp材料企业而言，要做的事情就是尽快升级自己的产业链，多开发一些有技术含量和性能差别大的产品，还需要了解客户的需要，积极发现一些客户新的要求，尽可能的满足客户的要求，同时还可以和一些下游的大型工厂进行合作，这样就能更好的迎接未来的挑战。

二、pp材料的性能：

1、物理性能：pp材料有无毒、无臭、无味的特点，是现在所有塑料材料中最轻的一种。pp材料有较强的稳定性，在水中有较强的吸水性。pp材料表面的光泽非常好，非常容易着色。

2、力学性能：pp材料的结晶度非常高，结构非常的规整，有很大的力学性能，强度和硬度还有弹性都非常高，但是在常温和低温的时候因为pp材料的规整性有的时候会影响冲击强度。当分子量增加的时候冲击强度也相应的增加。Pp材料最大的性能就是有非常强的弯曲疲劳性。

3、热性能：pp材料有非常强大的耐热性，在100℃温度以上能够进行消毒和灭菌的作用。pp材料在不受外界的时候，150℃也不会变形。

4、化学稳定性：pp材料的化学稳定性非常好，但是有的时候pp材料里面有些成分会让材料软化掉，这样的防腐性能就比较好。

5、电性能：pp材料的绝缘性非常好，几乎不会有吸水的效果，所以绝缘性不会受到湿度的影响。同时还有非常高的介电系数，在温度升高的时候也可以用来制作一些电气的绝缘制品。

6、耐候性：pp材料对紫外线非常敏感，在pp材料里面加入一些氧化锌和硫代丙酸等就会改善材料的耐老化性。

7、pp材料的收缩率非常高，一般在1.8-2.5%之间，同时收缩率要比PE-HD等材料要好，加入一些玻璃添加剂之后还能降低一些收缩率。

三、耐划伤剂的实验：

1、实验原料有：

共聚聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、滑石粉

2、实验设备包括：

双螺杆挤出机、扫描电子显微镜、电动划格试验机。

3、具体实验过程：

从实验原料中取出一些实验的原材料按照一定的配比搅拌均匀，在挤进双螺杆挤出机中，需要注意的是挤出机的温度要在210℃，冷却之后，在按照相同的注塑工艺注塑一些皮纹板。

4、性能测试和结构表征：

把需要测试的样品放在高温的平板硫化机上面碾压成薄膜的样子，之后在用红外光谱仪进行分析。耐划伤性能的要求要严格按照美国通用汽车公司里面关于内饰件耐化伤试验的标准进行。再通过上海界限实业有限公司的二次元影像测量仪进行观察，观察之后通过扫描电子显微镜进行分析，根据导电性，观察断面的形貌，对于划伤后的划痕可以在扫描电子显微镜上直接进行观察。

5、实验结果和讨论：

（1）通过实验结果分析不同形貌的皮纹划伤效果：

如图所示：（△L代表进行划伤实验前和实验后材料白度的变化）

从图中可以知道和没有任何的耐化伤剂相比较，加入相应的耐化伤剂之后，耐化伤性能都有不同程度的提高，其中A1和A2的耐化伤剂的效果更加的明显。

A（粗皮纹） B（细皮纹）

（2）通过实验结果分析放置时间对划伤性能的影响：

在进行划伤实验的时候主要破坏的是皮纹的表层，耐化伤剂的作用就是对表面起到润滑的作用，所以表层的耐化伤剂的浓度会影响耐化伤的性能。要想更进一步的分析这个问题就需要把测试的样品放一段时间在进行研究。实验的结果如图所示：

从图中可以看出：和不加耐化伤剂的pp材料相比，加入之后会能更好的提高材料的耐化伤性。根据放置时间的不同能够发现：时间不同，提高的效果也不同。这就说明提高耐划性能和延长的时间有很大的关系。划伤主要是说材料表层结构被伤害，当耐化伤剂深入到表层里面的时候就会让材料充分的具有耐划性。

（3）通过实验结果分析老化时间对耐化伤性的影响：

如图所示：在温度和时间相同的时候，在150℃可以进行不同时间的老化进而研究划伤性的耐久性。随着时间的不同，耐化伤剂也会有自己不同的表现。随着时间的增加，样品的白度先增加在减少，之后在400h到500h之间又会升高，这个时候U皮纹会表现的更加明显，在500h之后就会对一些化学结构进行分解。酰胺类型的耐化伤剂和硅类有一些不同，和A1相比，A2的耐化伤性能更好，在600h的时候相对来说比较稳定，热稳定也比较高，在材料表层中也会分散的更加均匀。

（4）划痕放大图片：

通过二次元分析仪对加入耐化伤剂的材料和没有加入耐划伤剂的材料进行对比，以M皮纹为主进行观察，观察的结果如图所示：

图1 图2

图1是没有加入耐化伤剂的图片，图2是加入耐化伤剂之后的图片，通过发现没加耐化伤剂的样品有发白的迹象。这说明耐化伤剂能够让pp材料有耐化伤的效果。

通过以上的实验结果能够发现加入酰胺类耐划伤剂对pp材料的耐化伤性有非常大的提高，除此之外样品的放置时间不同也会对耐化伤有一定的影响。耐化伤剂的加入也会影响材料因划伤出现的发白现象。

四、pp材料的实际应用：

1、标签印刷：

近几年发展最快的环保标签材料就是pp材料。最开始的时候主要用在胶带类的产品上，随着技术的发展和环保的要求，pp材料的标签开始大量的生产，pp合成纸的印刷开始大量的生产，同时应用在日常生活中的化妆品、洗发水、超市标签中，现在充分的应用在超透明的环保标签中。

2、汽车工业：

在汽车工业中pp材料主要用在汽车的挡泥板和通风管中。除此之外还可以用在一些日用消费品像草坪和剪草机设备上。

结论：pp材料的耐久性是现在所有塑料材料中耐久性最好的一种。以后可以满足日常生活中关于耐久性材料的使用要求。

参考文献：

［1］SOBHANI H，KHOＲASANI M M. Optimization of scratch resistance and mechanical properties in wollastonite-reinforced polypropylene copolymers［J］. Polym. Adv. Technol.， 2016， 27( 6) : 765 －773.

［2］李永华，杨波，杨燕，等. 车用聚丙烯复合材料耐划伤性能及黏滑现象［J］. 塑料工业，2010，38( 8) : 79 － 81.

［3］杨波，李永华，庞承焕. 车用聚丙烯内饰材料耐划伤性能研究［J］. 工程塑料应用，2011，39(9) : 55 － 58.