聚丙烯(PP)是一種由于有著優(yōu)異的機(jī)械性能，如耐熱性，高強(qiáng)度，易加工性，和低成本等特性，而被廣泛使用的商用塑料。然而，它的主要限制是PP的沖擊強(qiáng)度很低，特別是在低溫下。為此，人們采用了集中方法來改善它的韌性，例如，通過添加成核劑來降低晶體尺寸，與彈性體混合，和α烯烴類共聚。在眾多技術(shù)中，通過在生產(chǎn)線中加裝氣相反應(yīng)器與乙烯原位共聚，這種技術(shù)是一種有效的獲得高抗沖PP或抗沖PP共聚物(IPC)的方法，并已在工業(yè)上得到使用。

泰國SCG公司W(wǎng)onchalerm Rungswang等人研究了結(jié)晶性乙烯丙烯共聚物(cEP)對抗沖聚丙烯(IPC)的機(jī)械性能關(guān)系。并提出了cEP中均相PP鏈段和均相PE鏈段的不同含量對IPC的斷裂伸長率和抗沖強(qiáng)度的影響機(jī)理。通過研究發(fā)現(xiàn)均相聚丙烯（hPP）能顯著提升IPC的剛度，EP無規(guī)共聚物(EPR)起著增韌作用，而cEP則改善hPP和EPR之間的相容性。

IPC的沖擊強(qiáng)度采用CEAST萬能擺錘，遵循ISO 180:2000（E）標(biāo)準(zhǔn)（測定Izod沖擊強(qiáng)度）。在萬能試驗(yàn)機(jī)（INSTRON）上以500mm/min的拉伸速率測試?yán)鞌嗔研阅?。為了制備沖擊和拉伸測試樣品，將IPC顆粒在230℃熔融注射進(jìn)冷卻模具中，然后分別獲得缺口樣條和狗骨試樣進(jìn)行沖擊和拉伸測試。將樣品在25℃放置2天后，再在此溫度下進(jìn)行測試。

表一.IPC 試樣的沖擊強(qiáng)度和拉伸斷裂性能

實(shí)驗(yàn)中挑選了3個(gè)IPC樣品作為案例來研究，測試它們表現(xiàn)出不同的機(jī)械性能，即沖擊和抗拉性能。將被研究的IPC樣品分離成EPR、hPP和cEP組分，并詳細(xì)闡述了它們各自的微觀結(jié)構(gòu)。各組分特別是cEP的顯微結(jié)構(gòu)差異，與機(jī)械性能相關(guān)，包括所提出的機(jī)理。

圖一.(a)IPC-A.(c)IPC-B.(e)IPC-C分別為經(jīng)二甲苯腐蝕后低溫?cái)嗔牙煸嚇拥膾呙桦婄R圖，(b)IPC-A.(d)IPC-B.(e)IPC-C分別為它們的EPR液滴直徑分布圖。

對于拉伸斷裂，當(dāng)IPC受到拉應(yīng)力時(shí)，hPP的片層晶體至少通過三種方式變形；片間滑移，片間分離和非晶體中的堆棧旋轉(zhuǎn)。在屈服點(diǎn)之后，由于非晶體中出現(xiàn)空洞，發(fā)生永久形變。而對于沖擊斷裂，EPR相通過吸收沖擊能量在材料增韌中起到重要的作用。因此，增韌與能量如何有效的傳遞到EPR相有關(guān)。當(dāng)斷裂前端優(yōu)先通過EPR液滴時(shí)，IPC就更具韌性。換句話說，如果斷裂前端在基體或EPR-hPP界面中傳播（或脫粘），則IPC的韌性就相對較低。

圖二.IPC-A、IPC-B和IPC-C的cEP結(jié)構(gòu)和異相形態(tài)的模型示意圖

圖三.IPC-A，IPC-B，IPC-C的拉伸斷裂機(jī)理模型圖

最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明cEP中均相PP鏈段的含量直接影響到抗拉性，而均相PE鏈段則影響沖擊強(qiáng)度。對于拉伸性能，高含量長均相PP鏈段的cEP可和hPP基體共結(jié)晶延遲ERP液滴的脫粘，并在拉伸后期階段形成微孔延遲材料斷裂時(shí)間。而沖擊性能，有著高rEP含量的cEP中長均相PE鏈段可以形成覆蓋厚EPR殼層的大的富PE核以提升其強(qiáng)度，且外層cEP的富均相PP鏈段能有效的傳遞能量到EPR液滴中，從而提升了其韌性。