薄壁注塑透明聚丙烯专用料的结构与性能分析

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.07.006

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (7): 37-43.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.07.006

薄壁注塑透明聚丙烯专用料的结构与性能分析

刘义(), 孙伟, 曲国兴, 王叶, 袁宁, 杨少林, 许霞, 常小毅, 张宇飞

国能新疆化工有限公司，乌鲁木齐 831404

收稿日期:2022-02-21 出版日期:2022-07-26 发布日期:2022-07-20
作者简介:刘义(1983—)，工程师，研究方向为合成树脂分析测试技术，124347089@qq.com
基金资助:
国家能源集团科技创新项目(GJNY?20?22)

Structure and performance analysis of transparent polypropylene special material for thin⁃wall injection molding

LIU Yi(), SUN Wei, QU Guoxing, WANG Ye, YUAN Ning, YANG Shaolin, XU Xia, CHANG Xiaoyi, ZHANG Yufei

CHN Energy Xinjiang Chemical Co，Ltd，Urumqi 831404，China

Received:2022-02-21 Online:2022-07-26 Published:2022-07-20

摘要/Abstract

摘要：

对市场上常见的4种薄壁注塑透明聚丙烯专用料的熔融结晶性能、光学性能、分子量分布、力学性能、毛细管流变性能、热收缩性能等进行对比分析。结果表明，K4860H与其他3种透明聚丙烯专用料相比分子量分布最窄；K4860H相对于其他3种透明聚丙烯专用料具有更好的韧性和透明性；相对其他2种透明聚丙烯，K4860H和MT45S具有更高的结晶温度和更快的结晶速率，表明其具有更为优良的结晶能力；4种透明聚丙烯样品的黏度随剪切速率的变化规律相同，表明其具有相同的加工流变性能；K4860H和500B 2个方向的模塑收缩率接近，说明其具有良好的尺寸稳定性；基于以上对比分析可知K4860H主要性能指标优于对比的3种聚丙烯专用料。

关键词: 聚丙烯, 透明, 薄壁注塑, 结构, 性能, 分析

Abstract:

This paper reported an investigation on the melt crystallization properties， optical properties， molecular weight distribution， mechanical properties， capillary rheological properties， and thermal shrinkage properties of four types of transparent polypropylene （PP） specialized for injection molding. The results indicated that the K4860H?type PP presented a narrower molecular weight distribution， better toughness， and a higher transparency degree than the other three types of PP. The K4860H?type and MT45S?type PP exhibited higher crystallization temperatures and faster crystallization rates than the other two types of PP， representing a better crystallization capability. Moreover， the K4860H?type PP showed a similar molding shrinkage to the 500B?type one， indicating a good dimensional stability for thin?wall injection molding. Based on the above analysis， the main performance of the K4860H?type PP is superior to that of the other three types of PP.

Key words: polypropylene, transparency, thin?wall injection molding, structure, performance, analysis

中图分类号:

TQ325.1⁺4

刘义, 孙伟, 曲国兴, 王叶, 袁宁, 杨少林, 许霞, 常小毅, 张宇飞. 薄壁注塑透明聚丙烯专用料的结构与性能分析[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 37-43.

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图/表 13

图1 薄壁注塑透明制品实物图

Fig.1 Physical drawing of transparent thin?wall injection molded products

注射温度/°C			注射压力/MPa	注射时间/s	保压时间/s	冷却时间/s	模具温度/℃
一段	二段	三段	注射压力/MPa	注射时间/s	保压时间/s	冷却时间/s	模具温度/℃
200	210	200	100	5	40	15	40

表1 注塑参数

Tab.1 Conditions for injection molding

图2 聚丙烯K4860H、M700、500B和MT45S的GPC曲线

Fig.2 GPC curves of polypropylene K4860H，M700，500B and MT45S

聚丙烯型号	M_w	M_n	PDI	熔体流动速率/g·（10 min）^-1	乙烯含量/%
K4860H	194 254	39 483	4.92	59	3.3
M700	187 968	36 004	5.22	66	2.8
500B	229 000	44 980	5.09	51	1.7
MT45S	239 180	38 097	6.28	41	0.5

表2 4种聚丙烯的分子量、熔体流动速率和乙烯含量测试结果

Tab.2 Molecular weight， melt index and ethylene content of four kinds of polypropylene

聚丙烯型号	拉伸强度/ MPa	弯曲模量/ MPa	冲击强度/ kJ·m^-2	雾度/ %
K4860H	27.2	966	4.0	6.2
M700	27.9	1 038	3.1	16.7
500B	29.7	1 124	2.3	16.3
MT45S	30.5	1 121	2.5	19.9

表3 4种聚丙烯的力学性能测试结果

Tab.3 Mechanical properties of four kinds of polypropylene

图3 4种聚丙烯的结晶及熔融曲线

Fig.3 Crystalline and melting curves of four kinds of polypropylene

样品	T_p /℃	T_o/℃	T_o-T_p/℃	T_m/℃	ΔH_c/J·g^-1	ΔH_m/J·g^-1	X_c/%
M700	118.7	123.0	4.2	147.7	76.4	79.5	38.0
K4860H	123.1	126.5	3.1	151.6	79.4	82.2	39.3
500B	114.6	119.2	4.6	146.8	79.5	91.8	43.9
MT45S	123.0	125.9	2.9	150.9	88.8	102.0	48.8

表4 4种聚丙烯的非等温结晶熔融数据

Tab.4 Non?isothermal crystallization melting data of four kinds of polypropylene

图4 聚丙烯K4860H、M700、500B和MT45S的相对结晶度随时间的曲线

Fig.4 Relative crystallinity of polypropylene K4860H，M700，500B and MT745S against time

样品	熔融焓/J·g^-1	熔融温度/℃	结晶焓/J·g^-1	结晶温度/℃	*t_1/2/s
样品	熔融焓/J·g^-1	熔融温度/℃	结晶焓/J·g^-1	结晶温度/℃	110 ℃	120 ℃
K4860H	82.2	151.6	79.4	123.1	37.2	50.0
M700	79.5	147.7	76.4	118.7	34.8	72.6
500B	91.8	146.8	79.5	114.6	22.2	60.0
MT45S	102.0	150.9	88.8	123.0	15.6	23.4

表5 4种聚丙烯的等温结晶熔融数据

Tab.5 Isothermal crystallization melting data of four kinds of polypropylene against time

图5 4种聚丙烯的表观黏度随剪切速率的变化曲线

Fig.5 Apparent viscosity of four types of polypropylene versus shear rate

图6 4种聚丙烯的应力随剪切速率的变化曲线

Fig.6 Stress of four types of polypropylene versus shear rate

图7 4种聚丙烯的黄度指数

Fig.7 Yellowness index of four kinds of polypropylene

图8 4种聚丙烯的热收缩测试结果

Fig.8 Heat shrinkage of four kinds of polypropylene

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