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POE 之所以具有优异性能, 与其以下结构特点有关:
( 1) 辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点, 使它既具有优异的韧性又具有良好的加工性。
( 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强度。
与三元乙丙橡胶( EPDM) 、二元乙丙橡胶( EPM) 、苯乙烯- 丁二烯- 苯乙烯共聚物( SBS) 、乙烯- 醋酸乙烯共聚物( EVA ) 等材料相比, POE产品特点是:
( 1) 呈自由流动颗粒状态, 与其它聚合物混合更容易和更加方便。
( 2) 加工性与力学性能平衡性优异。POE 的门尼粘度范围在5~ 35之间, 但力学性能却能和高门尼粘度的材料相媲美, 消除了一般弹性体门尼粘度低、加工性能好而力学性能差的弊端。
( 3) 可利用过氧化物、硅烷和辐射法交联形成交联POE。交联POE 的热老化及耐紫外光、耐候性等性能都优于EP( D) M。
( 4)热压缩永变形比EP( D) M 小。
( 5) 未交联的POE密度比EVA 和SBS 低10% ~ 20%。
( 6) 其光学性能及干抗裂性优于EVA 。
由于POE 分子链饱和、结构可人为控制, 因此POE 具有与聚烯烃亲和性好、低温韧性突出、性能价格比高等优点, 使其在医用包装材料、汽车配件、电线电缆、日用制品、玩具等方面得到了广泛的应用。典型POE 产品主要有Dow 化学公司利用其Insite 技术推出商品名为Aff inity 的POE、Engage 的POE 以及Ex x on 公司的Ex act 系列POE。
POE 生产的基本工艺条件是, 以茂金属催化剂为催化体系, 采用溶液聚合法, 聚合温度为80~ 150 e , 聚合压力为1. 0 ~ 4. 9 MPa。典型的Eng ag e 弹性体中辛烯共聚单体质量分数在20%以上。Insite 技术可有效地控制在聚合物线性短链支化结构中引入长支链, 从而改善了聚合物的加工流变性能( 门尼粘度变化范围为5~ 35) , 还可以使材料的透明度提高。通过对聚合物结构进行精确设计与控制, 可以合成出一系列密度、门尼
粘度、熔融指数、拉伸强度、硬度不同的POE材料。
应用研究进展
POE 特殊的形态结构, 使其具有特殊的性质和广泛的用途。POE 既可用作橡胶, 又可用作热塑性弹性体, 还可用作塑料的抗冲击改性剂。其用作塑料的增韧剂, 在多种塑料的增韧改性中得到了较好的应用。它不仅可以增韧改性其它具有一定相容性的聚烯烃塑料, 而且可以增韧改性其它不相容的尼龙、聚酯等工程塑料, 在多种增韧剂中脱颖而出, 并对传统的增韧剂构成了有力竞争。例如, 用茂金属乙烯- 辛烯共聚物POE 替代EPDM改性聚丙烯( PP) 等合成材料, 所得复合材料具有更好的弯曲模量和冲击强度[ 4] POE 最大的应用领域是汽车配件, 可替代EPDM 生产制动密封件、膜片、散热器胶管、密封条、套管和火花塞护套等。POE 也可替代EPDM来配混生产PP 基TPO, 抗冲击性能更优异, 在汽车保险杠、仪表板表面等众多应用市场中, 成为EPDM 改性PP 类TPO 的竞争者。此外, 电线电缆护套也是POE 的重要应用领域。POE 可与EPDM、丁苯橡胶( SBR) 及顺丁橡胶( BR) / 丁腈橡胶( NBR) 并用胶等并用。国内一个成功应用的实例是: 以POE 为主, 并用部分EPDM 和低密度聚乙烯( LDPE) , 并添加其它配合剂, 通过密炼压延- 鼓硫压花工艺( 动态微交联方式) 生产防POE 加入量比EPDM 少, POE 在PP 连续相中形成均匀的海岛结构。100 份PP 加人20 份POE 可使POE/ PP 共混合金发生明显的脆- 韧转变, 具有优异低温韧性的POE/ PP 合金可以广泛应用于汽车工业, 现已开发出多种产品, 如汽车保险杠、汽车门板等。目前, PP 常用的冲击改性材料为: EPDM、LDPE、POE 及SBS, 加入量一般为10% ( 质量分数) 左右。