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聚丙烯/聚磷酸铵复合材料及其增韧体系的结构和性能

吕明福  
【摘要】:聚丙烯(PP)是一种综合性能良好的通用高分子材料,它的高性能化、高功能化研究倍受科研工作者的关注,一直是高分子材料理论与应用研究领域的热点。本文的主要目的是研制性能优良的阻燃聚丙烯复合材料,并对复合材料的结构和性能进行研究和探讨。 本文共有四章,分别是:(1)绪论:(2)聚丙烯/聚磷酸铵复合材料的结构和性能;(3)POE-g-GMA接枝物的制备;(4)POE-g-GMA对聚丙烯/聚磷酸铵复合材料结构和性能的影响。 (1)本文首先综述了聚丙烯阻燃改性的重要意义、阻燃机理、常用的阻燃剂以及阻燃的进展情况,简述了聚烯烃接枝功能化的各种方法,叙述了聚丙烯复合材料的制备方法及填充型聚丙烯复合材料的性能,并分析了聚合物的韧性,概括了聚合物的弹性体增韧机理,简明地描述了PP/弹性体/无机粒子三元共混体系的研究进展情况。 (2)采用聚磷酸铵(APP)对PP进行了填充改性。研究结果表明:在PP中加入适量的APP可以制备阻燃性能优良的聚丙烯材料,TG分析显示,APP的加入能使PP的热降解温度范围变宽,并促使PP在热降解时产生残余炭;APP会对材料的力学性能产生影响,使复合体系的弯曲强度与弯曲模量明显提高,却使断裂伸长率,特别是冲击强度降低;加入APP后PP/APP复合材料的MFR有所增加,APP的加入能提高PP的流动性,改善材料的加工性能,PP/APP阻燃复合材料的熔体流动行为与PP一样,仍属非牛顿型假塑性流体流动行为,但在较低剪切速率范围内可使复合体系的表观粘度和表观剪切应力降低;APP对PP的球晶形态有重要影响,随APP含量的增加,聚丙烯微晶的尺寸变得越来越小;但对PP的晶型基本不产生影响,复合体系的中PP仍以α晶为主,此外,APP的引入还会引起聚丙烯的结晶发生取向;对PP/APP复合材料的等温结晶和非等温结晶过程分别进行研究,发现APP在PP中具有较强的成核作用,复合材料的Avrami指数n值在2.7~3.2之间,呈现出明显的异相成核特征,结晶速率常数k_n和半结晶时间t_(1/2)均随APP含量的增加而降低,可使PP的结晶过程在较高温度


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