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《西安科技大学》 2008年
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TLCP及纳米CaCO_3增强改性PP的研究

蔡江涛  
【摘要】: 聚丙烯(PP)是综合性能较好的通用热塑性塑料,但由于PP存在低温脆性、机械强度和硬度较低以及成型收缩率大、易老化、耐热性差等缺点,而极大的制约了其应用范围。因此,PP的高性能化成为PP改性最富有前景的研究方向之一。本文以热致液晶聚合物(TLCP)及纳米CaCO3对PP进行高性能化改性,开拓PP工程化的新途径。 首先以PP-g-MAH为相容剂,采用共混方法挤出制备了PP/TLCP原位增强材料,研究了TLCP的加入量和加工温度等因素对其性能的影响。结果表明,TLCP含量为5%时,复合体系熔体粘度最小,TLCP使PP异相成核结晶,结晶度提高1.03%,拉伸强度比纯PP提高了18.4%,达到38.22MPa,断裂伸长率为18.26%。FSEM分析表明,TLCP组分在皮层成纤,但在芯部是以椭球状或短纤的形态存在,且两相界面粘接较弱。 为了提高纳米CaCO3与PP及TLCP之间的相容性,对纳米CaCO3进行了改性处理。研究了硅烷偶联剂A-174对纳米CaCO3的改性效果,经FT-IR及SEM测试表明:偶联剂分子已经接枝在填料表面,且有效降低了纳米CaCO3粒子之间的团聚。在90℃,600转/min,电动搅拌30min条件下,当偶联剂A-174用量为2%,偶联剂的稀释剂醇/水比为1/2,溶液pH值为4.0~5.0,纳米CaCO3改性效果最好。改性纳米CaCO3活化度和吸油值可分别达到84.56%和58.97 ml/100g。 为了探讨成型加工方法及纳米CaCO3的加入方式与富集位置,对PP/TLCP增强增韧改性的影响,分别通过一步法和两步法来制备PP/TLCP/CaCO3原位混杂材料。采用流变仪、偏光显微镜、扫描电镜、差示扫描量热仪及万能力学试验机等仪器,对PP/TLCP/CaCO3原位混杂材料的结构和性能进行了表征。结果表明:在相同组成PP/TLCP/ CaCO3/PP-g-MAH=85/5/4/6的情况下,一步法成型试样,其力学性能优于两步法:一步法成型材料的拉伸强度为36.62 MPa,比经两步法成型材料的相对提高了2.95%;断裂伸长率为35.12%,提高了76.4%;冲击强度为38.6 kJ/m2,提高了4.9%。一步法制备的PP/TLCP/CaCO3试样中,Ca元素在基体PP中富集,有利于促进PP异相成核并细化晶粒尺寸,结晶速度提高,且能促进TLCP在PP基体中形成微纤。故从所研究范围内复合材料的形态结构、结晶性能及力学性能等方面综合考虑,加入少量的TLCP(5%)和改性纳米CaCO3(4%),通过一步法成型,是开发增强PP塑料的一种新的有效途径。TLCP和CaCO3的加入不仅提高了PP的结晶速率及结晶度,增强和增韧PP,而且TLCP还能改善PP的加工性能有利于节能,改性纳米CaCO3的加入可降低复合材料的成本,从而提高经济效益,拓展PP的应用领域。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TQ325.14

【引证文献】
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【同被引文献】
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