聚丙烯(PP)具有诸多优异的性能,在汽车、建材、家电等领域都得到了广泛的应用。但是因为低温脆性大的缺点限制了其更为广泛的应用,为了扩大聚丙烯的应用范围,提升市场竞争力,国内外很多专家、学者都对聚丙烯的增韧改性进行了研究,其中使用弹性体共混增韧聚丙烯是获得高抗冲强度聚丙烯产品的重要方法之一。本文选取四种典型的聚烯烃类弹性体,对其本体性能以及共混增韧聚丙烯进行了研究。首先,对茂金属三元乙丙橡胶(mEPDM)、Ziegler-Natta催化剂制得的三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯-α-辛烯共聚物(POE)和乙烯-α-辛烯嵌段共聚物(OBC)四种聚烯烃类弹性体的本体性能进行研究。发现:(1)mEPDM较EPDM分子量分布较窄,强度和刚性较高,加工流动性较差;POE和OBC虽然分子量分布较窄但熔融指数较高,这与POE链段内部分结晶的乙烯链段间形成物理交联点的结构以及OBC链段内特殊的“硬段-软段”嵌段结构有关。(2)弹性体的拉伸强度和弹性模量与自身的结晶度有关。mEPDM的结晶度最高,弹性模量和拉伸强度也最大,而EPDM不结晶,它的刚度和强度也最低。(3)OBC的玻璃化温度与熔点之间差值最大,这就是说OBC可以使用的温度范围最广,mEPDM这一差值最小,其可以应用的温度范围也就最窄。(4)弹性体的断裂伸长率应该与自身的玻璃化温度有关,OBC的玻璃化温度最低,它的断裂伸长率也最大,而mEPDM玻璃化温度最高,其韧性最差。(5)从拉伸曲线看EPDM呈典型的弹性体特征,mEPDM呈塑性体特征,OBC和POE则呈热塑性弹性体特征。接着,设计了正交试验的方法来研究加工条件对合金增韧效果的影响,选取共混温度、螺杆转速、共混时间和弹性体加入量为影响因素,并设计了三因素三水平和四因素三水平正交试验来确定较佳的共混工艺条件,结果为:PP/mEPDM和PP/OBC共混温度180℃,螺杆转速120rpm,共混时间9min;PP/POE和PP/EPDM共混温度180℃,螺杆转速100rpm,共混时间6min。最后,考察了四种增韧剂的不同添加量(质量分数)对合金冲击强度、拉伸性能、熔体流动指数、维卡软化点等性能的影响。发现:(1)四种弹性体均对PP有增韧作用,常温下当mEPDM、OBC用量在20%,POE和EPDM用量在25%时完成脆韧转变,-20℃下mEPDM、OBC用量在35%时完成脆韧转变,POE和EPDM用量在40%时完成脆韧转变,其中OBC和POE的增韧效果较佳。(2)PP/POE合金的断裂伸长率明显优于其他合金,是纯PP的20倍以上,是其他合金的两倍以上。(3)PP/OBC合金的熔融指数最高;PP/mEPDM的熔融指数最低。PP/mEPDM的维卡软化温度略高于其他三种弹性体。(4)观察冲击断面的表面形貌,发现四种合金完成脆韧转变后的表面形貌均呈现韧性断裂特征。其中PP/POE合金呈现出双连续相特征,尤其是低温冲击断面出现了明显的“拉丝”现象,这也说明了 PP/POE合金韧性更好。