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混杂改性聚丙烯复合材料研究

俞延丰  
【摘要】: 本课题主要研究了聚丙烯的共混改性,填充改性以及混杂改性。 共混改性研究了HDPE、POE和共聚聚丙烯的加入对均聚聚丙烯力学性能的影响。结果表明:HDPE和共聚聚丙烯对均聚聚丙烯都有增韧效果,而且对复合材料的拉伸强度和弯曲强度影响不大;POE对复合材料的冲击强度提高最明显,但是对复合材料的拉伸强度和弯曲强度的影响较大。 对于填充改性,研究了纳米碳酸钙对均聚聚丙烯和共聚聚丙烯力学性能的影响,主要研究比较了一步法和母料法对聚丙烯/纳米碳酸钙体系力学性能的影响。结果表明:加入适量的纳米碳酸钙可以同时提高聚丙烯的刚性和韧性,但提高幅度不大。透射电镜观察表明:通过双螺杆熔融共混,可以使纳米碳酸钙均匀地以纳米级分散在聚丙烯基体中;同时还研究了超细滑石粉、云母、普通硅灰石、超细针状硅灰石、超细滑石粉/纳米CaCO_3复合填料、超细滑石粉/针状硅灰石复合填料对聚丙烯力学性能的影响,结果表明:超细滑石粉在添加量少时,也可以起到同时增强增韧的效果,且对聚丙烯的拉伸强度、弯曲强度提高显著;云母对均聚和共聚聚丙烯的拉伸强度,弯曲强度都有增强效果,且对共聚聚丙烯的增强更为明显。对于共聚聚丙烯,超细针状硅灰石填充体系比共聚聚丙烯的拉伸强度、弯强度、冲击强度有明显提高。在低含量时,超细滑石粉/纳米碳酸钙协同填充聚丙烯,对聚丙烯的综合性能提高不大,甚至有大幅降低;在低含量时,超细滑石粉/超细针状硅灰石对聚丙烯的弯曲强度提高特别明显。 在混杂改性中,采用双螺杆挤出熔融共混复合法,研究了纳米碳酸钙、弹性体POE对聚丙烯的拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性及形态结构的影响规律。然后,以四种不同的混合方式,制备了配比为100/12/8的PP/POE/纳米碳酸钙复合材料。通过透射电镜(TEM)、熔体流动速率(MFR)及拉伸、弯曲、冲击强度的分析测试,结果表明:组分混合次序及PP受热历史的不同,复合材料的力学性能、加工流动性能存在明显的差异,纳米碳酸钙对PP、POE有一定的热稳定作用,其与POE一起对PP抗冲改性作用显著;纳米碳酸钙在PP和POE相中的分配比及分散性是决定材料性能的主要因素。


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