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《青岛科技大学》 2007年
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无机超细粒子改性聚丙烯复合材料结构与性能的研究

薛颜彬  
【摘要】: 聚丙烯(PP)是一种综合性能优良、用途广泛的通用塑料,PP作为通用塑料高性能化的首选材料,日益引起各研究领域和工业部门的重视。通过合理的增韧增强改性,普通的PP在很多应用场合完全可以代替工程塑料。本文采用空心玻璃微珠、纳米高岭土、纳米SiO_2等对PP进行增强、增韧改性研究。 分别选用不同粒径玻璃微珠与PP进行熔融共混,制得PP/玻璃微珠复合材料。研究了复合材料的力学性能、流动性,同时考察了POE-g-MAH的不同含量对填充体系相容性的影响。实验结果表明未经表面处理的玻璃微珠填充PP复合材料综合力学性能下降,而经偶联剂处理的玻璃微珠的加入有效提高了复合材料的拉伸强度、弯曲强度,体系的流动性得到改善,而冲击强度下降不大。相同条件下,小粒径玻璃微珠填充PP复合材料的综合性能更好。POE-g-MAH作为玻璃微珠与PP的相容剂效果较为明显,加入POE-g-MAH后,复合材料的冲击强度得到改善,拉伸强度、弯曲强度也有一定的提高。 以纳米高岭土、纳米SiO_2作为PP的增韧、增强改性剂,通过熔融共混的加工工艺制备了聚丙烯基无机纳米粒子复合材料。纳米粒子与基体间的界面作用以及纳米粒子的良好分散是影响复合材料的力学性能的关键。试验结果表明,经过偶联剂表面处理的纳米粒子填充PP,对复合材料起到了既增强又增韧的目的,各项性能均得到了提高。 通过偏光显微镜观察及DSC分析发现,无机粒子在PP熔融冷却过程中能起到明显的结晶诱导作用,使PP得以在较高的温度下结晶且使球晶尺寸变得细小而均匀;经过合适的表面处理后,或是在允许的范围内提高用量,无机粒子对体系的这种结晶诱导作用将变得更加明显,这正是无机粒子能对PP增强增韧的一个内在原因。 本文还研究了聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)、偶联剂的种类及偶联剂的用量对PP/无机粒子填充体系的增容作用及复合材料力学性能的影响。研究表明PP-g-MAH对复合材料相容性有明显改善效果,各方面力学性能均有提高。硅烷偶联剂KH-550对空心玻璃微珠、纳米高岭土、纳米SiO_2的表面处理效果最好,并且硅烷偶联剂用量是无机粒子质量的2%时复合材料的综合力学性能最佳。采用无机超细微粒增强增韧聚丙烯,当玻璃微珠用量为10份、纳米粒子用量为4份左右时体系具有较好的综合力学性能。
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ325.14

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