材料選型與改性:增強(qiáng)分子親和性
選擇相容性優異的 TPE 類型是基礎。優先選用與 PP 化學(xué)結構相似的聚烯(xī)烴類 TPE(如 TPV、POE 基 TPE)或苯乙烯類 TPE(如 SEBS 基 TPE),這類材料分子(zǐ)鏈中含大量飽(bǎo)和碳鏈,與(yǔ) PP 的分子間(jiān)作(zuò)用力強,天然界麵(miàn)粘結強度可達 1MPa 以上。例如(rú) TPV 以 PP 為硬段相,與 PP 複合時(shí)界麵可形成分子鏈纏結,粘結效果顯著優於含極性基團的 TPE(如 TPU)。若需使(shǐ)用 TPU 等極性(xìng) TPE,需通過化學改(gǎi)性引入非極性鏈段(如在 TPU 分子鏈中接入 PP 寡聚物),降低界(jiè)麵極性(xìng)差異,提升(shēng)相容性。對 TPE 進行接枝改性可增強界麵(miàn)反應性。通過熔融接枝法在 TPE 分子鏈(liàn)中引入極性基團(如(rú)馬來酸酐、丙(bǐng)烯酸),接枝率(lǜ)控製在(zài) 0.5%~1.5%,使 TPE 與 PP 界麵形成(chéng)化(huà)學(xué)鍵結合。例如 SEBS 接枝馬來酸酐(SEBS-g-MAH)後,與 PP 複合時,馬(mǎ)來酸酐(gān)基團可與 PP 分(fèn)子鏈發生(shēng)相互作用,界麵粘(zhān)結強(qiáng)度可提升 50%~80%。接(jiē)枝(zhī)改(gǎi)性需控製反應條件,避免過度交聯導致 TPE 流動性下降,影響注(zhù)塑成型。
相容劑添加:構建界(jiè)麵(miàn)過(guò)渡層
添加相容劑是改善界麵粘結的(de)高效手段。馬來酸酐接枝(zhī) PP(PP-g-MAH)是(shì)最常用的相容劑,添加量為 TPE 與 PP 總質量的 1%~3%,其分子鏈中的(de) PP 段可(kě)與 PP 基體相容,馬來酸酐基團可(kě)與(yǔ) TPE 中的活性基(jī)團(如羥基、氨基)反應,在界麵形成化學結合的過渡層,使粘結強度(dù)從 0.8MPa 提升至 1.5MPa 以上。對於 SEBS 基 TPE,可選用 SEBS-g-MAH 作(zuò)為相容劑,與 TPE 相容性更好,分散更均勻,界麵應力(lì)更(gèng)小。複合相容劑(jì)體係可(kě)針對性優化效果。當(dāng) TPE 與 PP 極性差異較大時,采用 “主相容劑 + 輔助相容劑” 複配體係(xì),例如 PP-g-MAH 與(yǔ)乙烯 - 醋酸(suān)乙烯共聚物(wù)(EVA)按 2:1 比例複配,EVA 的極性鏈段可增強與 TPE 的(de)親和力,同時 PP-g-MAH 保證與(yǔ) PP 的相容性,適用於 TPU/PP 複合體係,粘結強度提升幅(fú)度可達 60%~90%。相容劑需在雙螺杆擠出機中與 TPE 預混,確保均勻分散在 TPE 相中,避免局部聚集影響效果。
表麵處理:提升 PP 表麵活性
對(duì) PP 表麵進行物理改性可增強界麵浸潤性。等(děng)離子體處理通過輝光放電在 PP 表麵引入羥基、羧基等極性基團,提高表麵能(從 30mN/m 提升至 50mN/m 以上),增強 TPE 熔體在 PP 表麵的鋪展性和潤濕性,減少界麵(miàn)氣(qì)泡和空隙。處(chù)理時間控製在 30~60 秒,功率 50~100W,避免過度處理導致 PP 表麵降解。經等離子體處理的 PP 與(yǔ) TPE 複合後,界麵粘結強度可提升 40%~60%,尤(yóu)其適用於對外觀要求高的部件。化(huà)學(xué)蝕刻處理可增加 PP 表麵粗糙度。用鉻酸溶液或雙氧水溶液對 PP 表麵進行輕微蝕刻(處理時間 1~3 分鍾),在表麵形成微觀凹凸結構(粗糙度 Ra 從 0.2μm 增(zēng)至(zhì) 0.5~1μm),通過機械聯鎖作用增強與 TPE 的結合(hé)力,適用於對(duì)強度要求高(gāo)的結構件。蝕刻後需徹底清洗殘留藥劑,避免對 TPE 產生毒(dú)性影響,該方法粘結強度(dù)提升幅度可達 30%~50%。
工藝參數優化:減少界麵缺陷
注(zhù)塑工藝參數的精準控製對界麵粘結至關(guān)重要。溫度匹配需保證兩(liǎng)種材(cái)料在界麵處充分熔融融合,PP 注塑(sù)溫度(dù)控製在 200℃~230℃,TPE 注塑(sù)溫度比 PP 低 10℃~20℃(如 SEBS 基 TPE 190℃~210℃),溫差(chà)不超(chāo)過 30℃,避免 TPE 因溫度過高降(jiàng)解或 PP 因溫度過低結晶過快導致界麵結(jié)合不良。模具溫度需分區控製(zhì),PP 側模溫 50℃~60℃,TPE 側模溫 40℃~50℃,減緩冷卻速度,延長分子鏈擴散時間。壓力與保壓控製可促進界麵分子(zǐ)擴散。注塑時(shí) TPE 熔體的注射壓力比 PP 高 5%~10%,確保 TPE 熔體充(chōng)分填充並與(yǔ) PP 表麵(miàn)緊密接觸;保(bǎo)壓(yā)階段采(cǎi)用分段保壓,初期保壓壓力為最大壓力的 80%,持續 5~10 秒,後期降至 50%~60%,減少因收縮差異產生的界(jiè)麵應力。對於大型部件,需延長保(bǎo)壓時間至(zhì) 15~20 秒,確保界麵充分結合。
預處理與幹燥避免界麵(miàn)雜質幹擾。PP 原料需在 80℃~90℃下幹燥 2~4 小時,含水率控製在 0.05% 以下,防止成型時產生(shēng)氣泡阻隔界麵結合;TPE 若含(hán)易遷(qiān)移潤(rùn)滑劑或增塑(sù)劑,需提前在 60℃~70℃下(xià)預熱 4~6 小(xiǎo)時,減少(shǎo)助劑在界麵析出形成弱界麵層,確(què)保粘結強度穩定。
通過(guò)以上方法的綜合應用,可將 TPE 與 PP 的界麵粘(zhān)結強度提(tí)升 50%~100%,滿足汽車密封條、儀表板按鈕、家電手柄等複合(hé)部件(jiàn)的使用需求(qiú),同時保持 TPE 與 PP 複合注塑的輕量化優(yōu)勢(shì)和工(gōng)藝經濟性。
PS:
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