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聚烯烃弹性体(POE)乙烯-丙烯共聚物热塑性弹性体POE

聚烯烃弹性体(Polyolefin Elastomer) (POE)是美国DOW化学公司以茂金属为催化剂合成的具有窄相对分子质量分布和均匀短支链分布的热塑性弹性体。这种弹性体在很多方面的性能指标超过了普通弹性体。

一、POE的结构与基本参数

 

表1  POE基本参数

性能指标

密度 (g/cm3)

熔点

(℃)

低温脆性(℃)

邵氏硬度(A)

100%伸长率(%)

挠曲模量(MPa)

熔融指数(dg/min)

100%模量(MPa)

范围

0.852-

0.880

50—70

< -76

65—85

700-1000

8.0-28.0

0.5—30

1.0-5.2

 

二、POE材料的性能

POE采用溶液聚合法生产,其中聚乙烯链结晶区(树脂相)起物理交联作用,一定量的辛烯的引入削弱了聚乙烯链的结晶区,形成了呈现橡胶弹性的无定型区(橡胶相)。聚合物的微观结构决定其宏观性能,与传统聚合方法制备的聚合物相比,它有很窄的相对分子质量分布和短支链,因而具有优异的物理机械性能(高弹性、高强度、高伸长率)和良好的低温性能;又由于其分子链是饱和的,含叔碳原子相对较少,因而具有优异的耐热老化和抗紫外线性能;窄的相对分子质量分布使材料在注射和挤出过程中不易产生挠曲。同时65,限定几何构型催化剂技术可以控制在聚合物线型短支链支化结构中引入长支链,从而改善聚合物的加工流变性能,还可以提高材料的透明度。

POE分子结构的特殊性赋予了其优异的力学性能、流变性能和抗紫外线性能。此外,它还具有和聚烯烃亲和性好、低温韧性好、性价比高等优点,被广泛应用于塑料改性,这种新材料的出现引起了全球塑料和橡胶行业的强烈关注,也为聚合物的改性和加工引入一个全新的理念。

 

三、POE材料与几种常用热塑性弹性体材料的性能比较

1、与三元乙苯橡胶(EPDM)材料进行比较,POE材料的特点:

加工操作简单

优越的成型能力

共混时分散性较好

具有卓越的熔接线强度

用作改性材料时,等量添加抗冲击强度高

 

2、与苯乙烯嵌段共聚物(SEBS,SIS,SBS)相比,POE材料的特点

重量轻

价格较低

透明度更高

更加优异的耐候性 

 

3、与乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA),POE材料的特点

重量轻

挠曲性好

透明度更高

更好的韧性

更高的耐热性

 

POE 之所以具有优异的性能,可实现高速挤出,时由于具有以下特性:

(1)辛烯柔软的链状结构和结晶的聚乙烯链进行物理交联,使其具有优异韧性和良好的加工性;

(2)相对分子质量分布窄,与聚烯烃相容性好,具有较佳的流动性;

(3)没有不饱和双键,耐候性优于其它弹性体;

(4)较强的剪切敏感性和熔体强度,可实现高挤出,提高产量;

(5)良好的流动性可改善填料的分散效果,同时亦可提高制品的熔接痕强度。

 

四、POE的广泛应用

POE是一种用茂金属催化剂生产的乙烯-α烯烃共聚物,该聚合物有着极低的结晶度,密度很低,分子量分布窄,玻璃催化温度低等特征。这些特征使得其对无机填充物有着良好的包容性,并具有良好的回弹性和柔韧性等,且其硬度很低,在各种行业都有着广泛的应用。 

 

1、PP改性

POE有着良好的回弹性和柔韧性,且其硬度很低,耐寒性极佳,所以POE弹性体广泛的用于PP的增韧,提高PP的常温和低温下的冲击强度,改性后的PP可用于汽车保险杠、汽车门板、家电外壳、办公文具、电瓶车和摩托车的塑料配件等。 
 

2、与EVA并用发泡

POE的柔韧性和回弹要比EVA高出很多,很多情况下,POE和EVA并用发泡会有着令人满意的效果,如发泡后的产品重量更轻、压缩回弹更好、触感良好、泡孔均匀细腻、撕裂强度高等突出优点。无论是模压发泡还是造粒后的注射发泡,POE都已经大量的被使用在如沙滩鞋、拖鞋、运动鞋的中底、鼠标垫、座垫、保丽龙材料、保温材料、缓冲片材、箱包衬里等发泡产品上。

 

3、PA等工程塑料增韧,相容剂

POE的非极性虽然使得其与如PA,PET等工程塑料的相容性不好,但POE通过过氧化物引发,可以顺利且有效与MAH,GMA,AA等单体发生接枝反应,所得接枝物广泛用于增韧PA等工程塑料,同时也可以当作相容剂用于塑料合金中。

 

4、改善PP/PE回料性能

PP或PE回料由于再次加工后的降解或交联,使得PP/PE回料或粉碎后的边角料会变得很脆,无法大量添加或直接使用,添加POE共混造粒,或者直接注塑,会使得PP/PE回料的性能大为改观,应用于如塑料托盘,塑料周转箱,塑料工具箱,塑料办公桌椅配件,沙滩椅等。

 

 

5、挤出管行业

在软管行业,尤其是挤出缠绕波纹管,EVA和POE的混合使用得到的产品更柔韧,耐屈绕性更佳,产品更轻,抗环境应力更佳。添加在挤出平管的内层,使得软管具有抗污染性的封口,所需的热封温度低且热封强度更高,广泛的应用于吸尘器软管,洗衣机软管,排水管。

 

6、色母或填充母粒

POE极低的结晶度使得其对填充物有着良好的包容性和极佳的流动性,这些特性使得POE在色母粒或填充母粒中当作载体或者代替PE蜡,使得色母或填充母粒的品质大为改善。

 

7、热熔胶

 POE可以代替EVA生产高档的热熔胶,且产品可以做到无异味,低密度,高流动涂覆性,浸润性好等。也可以与EVA并用。

 

8、无卤阻燃电缆料

POE可以大量的填充Al(OH)3或Mg(OH)2,其硬度和强度的变化率低,代替EVA或者与EVA并用生产无卤阻燃电缆料已成为趋势。

 

五、常见品牌及性能参数

 随着POE合成技术的日趋成熟,包括陶氏三井埃克森、LG、杜邦等公司陆续开发出了一系列牌号,逐渐应用到不同的生产、使用领域。

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