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《中北大学》 2007年
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PP/PA11/EPDM-g-MAH三元复合材料的研究

魏莉霞  
【摘要】: 聚丙烯(PP)作为通用热塑性塑料,力学性能优良,但也存在低温脆性、成型收缩率大、易老化等缺点。而尼龙11(PA11)具有优异的耐寒和耐磨性。PP/PA11共混物综合了PP及PA11的性能,可以提高PP的冲击性、耐磨性,改善制品尺寸的稳定性及加工性能。但因二者极性的差异使得相容性很差,需要加入增容剂改善其相容性。本论文以EPDM-g-MAH作为增容增韧剂,制备了PP/PA11/EPDM-g-MAH共混物。采用扫描电子显微镜(SEM)、毛细管流变仪、偏光显微镜(POM)和差示扫描量热仪(DSC)对复合材料的形态结构、流变行为及结晶行为进行了研究。 力学性能及形态结构研究表明:当共混配比为PP/PA11/EPDM-g-MAH =80/10/10时,共混物的常温冲击强度和低温冲击强度均达到最大值9.44KJ/m2、3.4 KJ/m2,较纯PP(2.03 KJ/m2)有很大提高;而拉伸强度与断裂伸长率变化不大。SEM分析显示,PP/PA11共混物为热力学不相容的“海岛型”两相结构,EPDM-g-MAH的加入大大提高了PP/PA11的相容性,使两相界面粘结程度明显增强,当EPDM-g-MAH含量达到10%时,形成了以PA11为核、EPDM-g-MAH为壳的核-壳结构。 考察了PP/PA11/EPDM-g-MAH复合材料的流变行为。研究表明:PP及其复合材料均为假塑性流体,表现出切力变稀现象。在不同温度下,材料的非牛顿指数为0.4~0.6,复合材料的n值均较纯PP的有所减小,这说明EPDM-g-MAH/PA11的加入使体系的非牛顿性增强;在给定剪切应力和剪切速率下,其表观粘度随着相容剂含量的增加先增加后减小,当相容剂EPDM-g-MAH含量为8%、PA11含量为10%时,熔体的表观粘度在达到最大值。 采用DSC研究了PP及其复合材料的结晶动力学。等温结晶研究结果显示,Avrami方程可以很好的描述材料的等温结晶过程,由于PA11的异相成核作用,使得材料的结晶速率和平衡熔点较PP的有所升高;从PP及其复合材料的偏光显微镜照片可以看到,PA11的加入,使得聚丙烯的球晶生长完整。非等温结晶研究结果表明,Ozawa方程不适合描述体系的非等温结晶过程,而用修正Avrami方程的Jeziorny法和Mo法都可以很好的处理此过程。结果显示,PA11不仅能促进成核、提高结晶速率,而且可以改变基体PP的成核和晶体生长规律。Hoffman-Lauritzen理论研究结果表明,由于PA11的加入阻碍了PP大分子链折叠排入晶格的运动,使得垂直于分子链方向的折叠自由能增大。
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TB332

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