我国幅员辽阔,各地气候差异较大,高分子材料性能随温度的变化规律极大地影响着其应用领域。聚丙烯(PP)是一种应用范围极为广泛的热塑性通用塑料,具有较好的综合性能,如密度小、加工性能好、无毒、耐腐蚀、价格低廉等优点。因此在建筑、汽车、电器、日用品等方面取得了广泛的应用,但是由于它的脆性高、低温环境下缺口冲击强度低,限制了 PP更大的应用。我们课题组之前的研究结果发现,含有硬核软壳核壳粒子的增韧体系是获得刚韧平衡的一个有效途径。为了探究这种核壳增韧体系在低温下的冲击性能,本论文以聚丙烯(PP)/马来酸酐化的乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)/尼龙6(PA6)三元体系为对象,主要研究了合金体系的形态结构与其低温冲击韧性之间的关系。众所周知,在熔融共混制备多相聚合物合金的过程中,不同的加料顺序对合金体系的相形态结构有很大的影响。研究结果表明在以PP为基体的体积比PP/POE-g-MAH/PA6(69/20.7/10.3)合金体系中,PA6与POE-g-MAH预先熔融共混制备成母料,再与基体PP共混所得到的合金,其分散相主要是以PA6为内核,POE为外壳的PA6/POE-g-MAH核壳结构为主。而三相同时共混或者先做PP/POE-g-MAH母料,再与PA6共混的工艺顺序都无法获得具有较好核壳增韧体系的样品。根据上述工艺条件,预先制备了一系列以PP为基体,PA6为核,POE-g-MAH为壳的PP/POE-g-MAH/PA6的核壳增韧体系,其中PA6与POE-g-MAH的体积比分别为1:2,1:1和2:1。结果表明,在增韧剂含量一定的情况下,核壳粒子的粒径及间距都随体系中PA6与POE-g-MAH比例的降低而降低的,体系的脆韧转变温度也随之下降,与吴守恒的逾渗理论相符。当PA6/POE-g-MAH体积比为1:2时,样品在℃出现脆韧转变,且低温韧性明显高于其他两种核壳增韧体系。上述体系的制备过程中,PA6/POE-g-MAH母料以及最终PP/POE-g-MAH/PA6合金的加工温度都是235℃(高于PA6的熔点),也就是说,在合金形成的过程中,PA6内核是处于熔融状态的。而如果降低最终合金制备过程的加工温度,使在母料制备过程中形成的PA6内核不再熔融,将有利于最终PP/POE-g-MAH/PA6合金体系中核壳粒子结构的完整性。当加工温度降低到200℃时,以PP为基体的PP/POE-g-MAH/PA6(69/20.7/10.3)合金体系的脆韧转变温度(TBD)会从原来的0℃降低为-10℃。虽然产生这种差异的原因还不是非常清楚,但我们认为可能与核壳粒子形成的完整性有很大关系。如果将上述200°C加工得到的PP/POE-g-MAH/PA6(69/20.7/10.3)合金在120℃下退火3h后,体系的TBD将升高到0℃。我们认为,这与橡胶层的形变或空穴化能力的改变有关。由于PP和PA6均为结晶性聚合物,在注塑成型过程中,PP和PA6会因为结晶向各自相的中心方向收缩,当它们与POE橡胶层的相界面有足够的强度时,这种收缩会对POE橡胶层施加一个向外的界面张应力。这种张应力的存在有利于橡胶层的形变,从而使得橡胶在更低的温度下发生空洞化而对基体起到增韧的作用。而当样品退火以后,由于PP/POE-g-MAH相界面是靠分子缠结来获得界面强度的,而这种缠结会由于退火过程中PP和POE分子链的重排而逐渐减弱,因此,在退火以后,核壳粒子与基体树脂PP之间的界面张应力会减弱甚至消失,导致橡胶形变能力的下降,从而使得TBD升高,且绝对冲击性能也有所下降。为了进一步证明这一设想,我们制备了以PA6为基体,PP为核,POE-g-MAH为壳的PA6/POE-g-MAH/PP(69/20.7/10.3)核壳增韧体系,并研究了其热退火前后的冲击性能。结果表明,150℃退火3h后,其脆韧转变温度从-40℃升高到0℃左右。这一结果充分证明,橡胶与基体和内核之间界面张应力的存在对橡胶相的形变能力以及体系冲击性能的提高有很大的促进作用。