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1、（一）聚丙烯与三元乙丙橡胶的共混为改善PP 的冲击性能、低温脆性，可在其中掺入一定量的乙-丙共聚物，即制取PP/EPR共混物。但此种共混物的耐热性及耐老化性能有所下降，另一种常用作PP 改性的是含有二烯烃成分的乙烯-二烯烃三元共聚物（ EPDM） ，PP/EPDM 的耐老化性能超过PP/EPR共混物。等规聚丙烯和EPR以及 EPDM 一般是不相容的，因此它们的共混物具有多相的形态结构。在相同的共混工艺条件下， 组成比及不同聚合物组分的熔融黏度差决定着此种共混物的形态。当PP 与EPR 以及 EPDM 具有相近的熔融黏度时，所制共混物的形态结构较均匀；当各组分熔融黏度不同，若EPR黏度低于 PP
2、，则 EPR可以被很好地分散。相反，若EPR黏度高于 PP，则 EPR 的相畴粗大，且基本呈球形。在PP/EPR共混比例为60/4040/60 范围出现相转变，即在此范围内，两组分均为连续相。（二）三元乙丙橡胶增韧聚丙烯的机理EPDM 是较早用于增韧PP 的橡胶，对提高PP 的韧性具有较好的效果。J3080P （三元乙丙橡胶，中国石油集团吉化公司产品）可以明显提高 PP1300 （北京燕山石化总公司）和PP1847 （北京燕山石化总公司）的冲击强度， J3080P对 PP1300的增韧效果要优于PP1847 。对于 PP1300/EPDM体系，材料的常温冲击强度和低温冲击强度都随着 EPDM
3、用量增加而增加，常温下发生脆韧转变所需的EPDM 用量比低温下发生脆韧转变所需用量低，前者所需EPDM 用量为 1020质量份，后者为 2030质量份。对于 PP1847/EPDM体系，随着 EPDM用量增加，材料的低温冲击强度增加，而常温冲击强度先增加，当EPDM 用量为40 质量份时，反而略有下降，发生脆韧转变所需的EPDM 用了都为 2030 质量份。令人惊奇的是，当EPDM 用了为 40质量份时，两种共混体系的低温冲击强度高于常温冲击强度。根据银纹在其周围支化进而吸收大量的冲击能量；同时由于大量银纹之间应力的相互干扰，降低了银纹端的应力，阻碍了银纹的进一步发展，使材料的韧性大大提高。对
4、于PP1847/EPDM体系，材料受冲击时引发银纹和剪切带的效果相对差些。加入20 质量份和 30 质量份 EPDM，材料的常温冲击断面都没有出现明显的细小沟槽或粗大的裙边带状沟槽；当 EPDM 用了为 20 质量份时，橡胶的分数尺寸约为1m，并有极少数的橡胶粒子从冲击断面脱落。茂金属催化聚合所得的三元乙丙橡胶（mEPDM）和传统 EPDM对 PP具有不同的增韧效果。 PP/mEPDM 的相容性优于 PP/EPDM的，PP/mEPDM 增韧剂临界质量分数小，扯断伸长率高，脆韧转变区间远小于 PP/EPDM 共混物。（三）三元乙丙橡胶与聚烯烃增韧聚丙烯的对比PP/POE 、PP/EPDM（弹性体
5、质量分数为15%）共混物的转矩对时间的变化曲线及两种弹性体POE、EPDM 的用量对体系 MFR 的影响。共混物的转矩大小为PP/POEPP/EPDM ，说明当使用 POE 作为PP 的冲击改性剂时，共混物更易加工成型，消耗量更低。这是由于POE是在茂金属催化剂下采用限定几何技术聚合而成，具有窄相对分子量分布和长链支化结构，使POE 具有较强的剪切敏感性和优异的加工流变性能。随着弹性体含量的增加，MFR 呈下降趋势，表明随着弹性体含量的增加， 体系加工性能变差。 这是因为弹性体本身熔体流动速率较低， 它的加入使共混体系的内摩擦阻力增大，导致集合物分子链之间的相对运动困难， 从而降低了体系的流动
6、性。 按照流变学的原理解释，共混时弹性体以微小的液滴分散在PP熔体中，在不考虑两相之间化学联结的最简单情况下，PP 连续相剪切场中小液滴的存在扰乱了流线， 因而使体系耗散额外的能量， 这种附加的能量耗散表现为黏度的增加及MFR 值的下降。当弹性体用量相同时，POE体系的 MFR 高于 EPDM 体系，进一步说明了用 POE改性 PP更具有加工优势。随弹性体含量的增加，冲击强度呈上升趋势。弹性体对PP 的增韧存在一个临界含量， 只有超过这个临界含量， 弹性体才表现出明显的增韧效果，对于 PP， POE 的脆韧转化点在10%，而 EPDM 在 15%，换言之要达到相同的增韧效果，所需POE 的用量
7、要小于 EPDM。当弹性体质量分数为15%时，POE 体系的冲击强度明显高于EPDM 体系。两体系的屈服强度和弯曲强度均随弹性体用量的增加而降低，而EPDM 体系的降低幅度略微大于POE 体系，在弹性体的质量分数为20%时。 EPDM 以比较规则的球状粒子分布于PP基体中，形成了典型的“海-岛”结构，并且空洞于连续相PP界面较为清晰，说明 EPDM粒子与连续相 PP的界面黏结力较小， 其断面相对于 POE体系来说较光滑平整，断裂特征显示出较多的脆性。而POE 是以片状或条状等很不规整的形状分布于PP基体中的，共混物两相之间形成了互锁的网络结构，在弹性体相间有PP微纤相联，断面粗糙，呈现典型的韧
8、性断裂。因此 POE用作 PP的增韧剂，具有明显的优势。（四）动态硫化法制备聚丙烯/三元乙丙橡胶热塑性弹性体EPDM 是传统的橡胶，而PP是传统的塑料，这两者通过共混和动态硫化，则可制备出性能优异的热塑性弹性体，这是橡塑并用的典型例子。 EPDM/PP 是最早应用于实际并走向市场的一类热塑性弹性体（TPE、TPV） ，它既具有传统橡胶的性质，又能用热塑性塑料加工设备和方法进行加工。 动态硫化是制备新型热塑料弹性体的一种新方法，这种方法制得的热塑性弹性体具有良好的性能，甚至在某些性能上优于嵌段共聚热塑料弹性体。 用这种方法制备热塑料弹性体并不需要合成新聚合物， 而只需将现有聚合物进行共混，因此节
9、约了开发新聚合物品种时的巨额资金投入。制备动态硫化TPV 的关键技术在于共混体系相畴大小、形态结构和橡胶相粒径的控制方法和手段。EPDM/PP 中 EPDM 的交联程度是影响相形态的一个重要因素。只有当共混体系中EPDM 有适宜的交联程度， EPDM 易被剪切成微米级颗粒时才能制得性能好、具有传统橡胶特征的EPDM/PPTPV(EP TPV)。EP TPV 具有优异的综合性能，如加工成型方便、边角废料可回收利用、设备投资少、耐热性好、耐化学腐蚀性好、耐溶剂性及电绝缘性良好等，被广泛用于汽车配件、电线电缆、土木建筑、家用电器等行业，逐渐取代传统橡胶。制备动态硫化法PP/EPDM TPV 的影响因
10、素可归纳如下几点。（1）树脂组分特征的影响在橡胶表面能相近的条件下，选择MFR 小（即分子量大）且结晶度高的PP 树脂作为基体制备的TPV性能最好，且随着PP的 MFR 增大， TPV 的奶溶胀性、耐压缩性下降。（2）橡胶相组分特征的影响橡胶相 EPDM 的交联速率增加，则交联效应增大， 橡胶相平均粒径减小， 交联密度增大， TPV 的耐压缩性、耐溶胀性提高，且体系微观相态较均匀，具有较好的加工形态稳定性。但若EPDM 的交流速率过高，橡胶相在反应挤出后期易发生硫化返原，使交联密度减小，导致制品的力学性能不佳。 所以 EPDM的交流速率应适宜。橡胶相粒径小，交联密度高，TPV 拉伸强度大，扯断
11、永久变形低。 EP TPV 的橡胶相平均粒径在0.05m 一下，由于橡胶相粒子已足够小，此时橡胶相粒径对PP基体结晶度的影响起了主要作用。橡胶相粒径越小，橡塑界面面积越大，使得PP 基体的结晶度越低，故TPV 的拉伸强度和断裂能减小，扯断伸长率和扯断永久变形减小。所以， EPDM 应以合适的粒径分布在PP基体中才能制得性能良好的 TPV。（3）橡塑比的影响随橡塑比减小（即PP 含量增加），EPDM交联度下降。这是因为PP对硫黄及硫化剂有稀释作用，同时在高温过程中硫黄挥发损失。 因此，要使 EPDM/PP 中 EPDM 有适宜交联程度，应使硫黄及助剂的用量稍有增加以弥补上述两种效应。随着EPDM
12、 含量增加，共混物的硬度、拉伸强度、弯曲强度、撕裂强度、300%定伸应力、永久变形、耐溶胀性、加工流动性减小，弹性、耐压缩性、黏度、冲击强度增大，而扯断伸长率随EPDM 橡胶含量的增加而降低。当共混物中EPDM 含量超过一定值时，其强大又逐渐下降。 EPDM 含量为 30%40%的共混物冲击强度最佳。硫化前，当橡塑比为 50/50 和 60/40 时，EPDM 和 PP形成两个连续相，当橡塑比大于 60/40 时，发生相反转， 共混物中 EPDM 橡胶由分散相变为连续相。 已硫化的 EPDM 颗粒作为分散相分散于PP连续相中，形成 “海-岛”结构，且这种相态一般不随橡塑比变化而改变。相态结构越均匀，EPDM 相粒子粒径越小，粒子交联程度越高，则挤出物具有越好的加工流动性和加工形态稳定性。橡塑比越高，单位体积内EPDM粒子数目越多，不同EPDM 粒子间的联系越紧密。当橡塑比高到一定程度时，不同EPDM 粒子间易发生聚结，体系中可能形成胶粒、小胶粒聚集网络及大胶粒聚集网络等不同结构层次的结构单元，因此橡塑比稍大一些好。（4）
