1.2 聚丙烯改性技术实例
1.2.1 以PP为载体的碳酸钙填充母料
碳酸钙填充母料自上世纪八十年代初诞生以来，已为塑料加工行业和全社会做出了巨大贡献，年产量达一百多万吨，是改性塑料重要的品种之一。
填充母料的载体最初使用的是聚丙烯聚合时的副产物——无规聚丙烯（APP），故亦称之为APP母料。后因北京燕山石化公司技术改造，无规聚丙烯的来源枯竭，而碳酸钙作为合成树脂紧缺年代的替代物，市场需求旺盛。在此背景下以聚乙烯树脂为载体的碳酸钙填充母料应运而生，如LDPE1F7B至今仍然是多数填充母料的主要原料。由于填充母料的主要用途是聚丙烯编织袋用的扁丝和打包带，从价格、相容性和扁丝强度等方面考虑，使用聚丙烯为载体树脂更适合于此种填充母料。二十世纪九十年代初，当时的轻工业部塑料加工应用研究所率先推出以粉状聚丙烯为载体树脂的碳酸钙填充母料，称之为PPM母料，并于一九九二年获得国家级新产品称号。
PPM母料以小本体PP粉料为载体，在价格上比起1F7B等PE树脂有显著优势，至今也仍保持着1000元/吨以上的差价。同时PP本身的密度低，意味着相同质量的树脂有更多数量的聚合物承担载体树脂的任务。此外PP的强度高于PE，同样情况下可使扁丝、打包带等具有更高的强度[8][9]，见表13、表14。
表13 使用不同载体树脂填充母料的PP扁丝性能
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母料型号 |
载体树脂 |
母料 : 基料 |
PP扁丝物理、力学性能 |
|
线密度
tex（×10-6kg/m） |
相对拉断力
（N/tex） |
断裂伸长率
（%） |
|
PP80C |
PP |
8 : 100 |
101 |
0.42 |
16 |
|
PP80C |
PP |
17.6 : 100 |
85 |
0.38 |
17 |
|
PP82C |
PP |
8 : 100 |
98 |
0.41 |
19 |
|
PE80C |
PE |
8 : 100 |
107 |
0.38 |
18 |
|
GB 8964-1998 |
111±10% |
≥0.32 |
|
表14 使用载体不同填充母料制成的PP打包带的性能
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载体 |
打包带中母料份数（phr） |
断裂拉力（KN） |
断裂伸长率（%） |
|
APP |
20 |
1.80 |
15 |
|
PE |
50 |
1.83 |
17 |
|
PP |
50 |
2.01 |
16 |
|
回收PP |
50 |
1.87 |
15 |
|
国标GB12023-1989 |
≥1.10 |
≤25 |
将不同载体树脂制成的填充母料用于PP注塑制品时，也会得到与扁丝、打包带等制品类似的结果，即将PP为载体树脂的填充母料与其它树脂为载体的填充母料相比，按QB 1126-91《聚烯烃填充母料》行业标准规定制成的注塑样条中，当配方相同、制样设备、条件相同时，PP为载体的填充母料效果最好，见表15。
表15 按QB 1126-91制成的注塑样条性能
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母料中载体树脂 |
注塑成型样条 |
|
碳酸钙分散性 |
拉伸屈服强度
（MPa） |
断裂伸长率
（%） |
缺口冲击强度
（kJ/m2） |
|
LDPE 1F7B |
良好 |
27.96 |
>600 |
8.37 |
|
PP/PE共混树脂 |
良好 |
28.05 |
>600 |
8.82 |
|
PP2401粉料 |
良好 |
28.55 |
>600 |
9.31 |
以PP为载体的碳酸钙填充母料生产要点如下：
① 粉状PP比粒状PP更便宜，更易与碳酸钙混合均匀，应优先使用。
② 粉状PP的熔体流动速率不宜过大，4~10g/10min为好。
③ 粉状PP中没有加入抗氧剂、润滑剂等助剂，必须适量添加。
④ 粉状PP在存放过程中会逐渐降解，放出酸味，因此一定要问清生产时间，并及时使用，最好在聚合出后的一个月内用完。
⑤ 以粉状PP为载体的碳酸钙填充母料可以使用同向平行双螺杆挤出机加工，碳酸钙的比例可以达到80%以上。关键问题是不能使用模面风冷热切造粒，也不宜使用拉条水冷造粒，只能使用传送带风冷方式造粒。
1.2.2 以代替ABS为主要目标的改性聚丙烯专用料
（1） 日本卡尔普株式会社的CALP专用料组成、性能及用途[10]
表16 CALP专用料的牌号、性能及用途
CALP专用料在很多场合可以替代价格昂贵的ABS，但仍然有明显的不足。
· 密度比ABS大；
· 表面硬度低，不耐刻划；
· 刚性不足；
· 表面光泽度低；
· 表面涂装性差；
· 成型尺寸收缩率大。原来使用ABS的注塑成型模具需加以修改才能使用改性PP专用料。
（1） 高光泽PP专用料
作者：中国塑料加工工业协会改性塑料专业委员会 刘英俊
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