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纳米ZnO/GF/PP复合材料结晶行为的研究

李之琦  
【摘要】: 聚丙烯(PP)由于价格低廉,来源丰富,广泛应用于汽车、医疗、办公、管道、建筑等行业。由于其机械强度低、脆化温度高、冲击强度低、染色性、粘接性、抗静电性均不理想等,影响了其在各领域的进一步推广应用。 本文分别选用了KH-550和油酸表面处理剂对纳米ZnO进行了表面改性,选择经过表面处理的PP专用玻璃纤维(GF)并通过配方设计,采用熔融共混法制备了纳米ZnO/GF/PP三元混杂复合材料。通过差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射(XRD)、热台偏光显微镜(PLM)等分析方法对纳米ZnO和GF对PP结晶行为的影响进行了分析。结合扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)等现代测试手段,对PP力学性能的影响因素进行了分析,研究了结晶行为的变化对三元混杂复合材料力学性能的影响。 试验结果表明,经油酸处理的纳米ZnO粒子能够均匀地分散在PP基体中,且与PP基体的界面结合良好;纳米ZnO与GF的加入提高了PP的结晶温度、结晶速率,降低了结晶度,细化了晶粒,促进了β晶型的成核。由于纳米ZnO与GF对PP的结晶行为产生了影响以及两者之间的协同增强增韧作用,使三元混杂复合材料的拉伸强度、冲击强度均有明显提高,复合材料的流动性能也得到了改善。当加入1%的纳米ZnO和30%的GF时,复合材料的拉伸强度达到95.15MPa,缺口冲击强度达到7.84kJ/m2,熔融指数为17.90g/10min。


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