PLA协同纳米CaCO3增韧PP的研究

通过熔融共混制得聚丙烯/聚乳酸/纳米碳酸钙（PP/PLA/CaCO3）复合材料,考察了PLA和纳米CaCO3对复合材料力学性能、热性能、流变性能与结晶形态的影响及其作用机理。结果表明,复合材料中形成连续空间网络结构的PLA有助于改善PP的性能,PLA含量为20 %（质量分数,下同）时复合材料综合力学性能最佳;与纯PP相比,加入PLA后的复合材料拉伸强度和冲击强度分别提高5.1 %和54.4 %,断裂伸长率降低62.5 %;纳米CaCO3通过“滚珠增韧”和“异相成核”作用明显改善复合材料力学性能,纳米CaCO3含量15 %时产生的晶粒细化作用效果最为显著,复合材料综合力学性能达到最佳,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别比未添加CaCO3时提升了15.2 %、2.7 %和5.6 %。     

稀土偶联剂在无机刚性粒子增韧聚丙烯中应用及机理研究

考察了新型稀土偶联剂在无机刚性粒子增韧聚丙烯（PP）体系中的作用，研究了无机粒子对聚丙烯的增韧作用及增韧机理，特别是增韧体系中聚丙烯的结晶特性、添加物化学组成与晶型产生之间的关系。研究表明：1．稀土偶联剂用作无机粒子的表面处理剂对CaCO3、BaSO4、Mg（OH）2、Mica和Talc等无机粒子的处理不同，经稀土改性剂处理的CaCO3与聚丙烯的复合物，在一定条件下缺口冲击强度可达到纯PP的2倍、断裂伸长率可达纯PP的3倍左右，表现出显著的无机粒子增韧效果；但用稀土偶联对CaCO3处理效果良好的主要原因可归结为：a、处理过程中稀土偶联剂与CaCO3之间除了物理吸附作用外，还发生了化学作用，在CaCO3表面形成了牢固的包覆层，改变了无机粒子的表面性能，当CaCO3与聚丙烯复合时，既改善其在PP基体中的分散性，二者之间又可能形成有利于增韧的界面相；b、单独的CaCO3可促进基体PP的结晶速率，但不会改变PP的结晶型，而稀土偶联剂处理过的CaCO3不仅能更显著地促进PP结晶，细化球晶尺寸，还会改变基体PP的结晶晶型，除韧性较低的α晶型外，还诱导基体产生一定量具有优异抗冲性能的β晶型，即稀土偶联剂不仅起到偶联剂的作用，与CaCO3一起，还起到β晶型成核剂的作用。本论文工作对有效利用我国特有的稀土资源，开发新型的偶联剂及聚丙烯β晶型成核剂，实现通用塑料PP的高性能化有一定意义。     

纳米CaCO3增韧聚丙烯的研究

采用熔融共混以及先混炼再熔融共混的方法制备了PP／纳米CaO3及PP聚物（PPR）／SBS／纳CaCO3和合材料。通过SEM，TEM及力学性能测试研究了复合材料的力学性能及CaCO3粒子的分散状况。结果表明，当CaCO3子的质量分数分别为4％和8％，两种共混体系的冲击强度达到最大值，分别为5.18kJ/m^2和59.14kJ/m^2;CaCO3粒子在体系中能够达到纳米级分散。复合材料的冲击断面观察证明材料的增韧是由于基体发生屈服所致。     

纳米碳酸钙改性聚丙烯

研究了不同牌号的聚丙烯（PP）与纳米CaCO3复合材料的力学性能,考察了双螺杆挤出和密炼混合工艺及相容剂含量对PP／纳米CaCO3复合材料力学性能的影响,采用透射电子显微镜观察了纳米CaCO3在PP中的分散情况。结果表明,纳米CaCO3对不同牌号的PP均有增韧作用,对基材韧性较好的共聚PP增韧效果较显著．冲击强度提高了81％;双螺杆挤出和密炼混合均能使纳米CaCO3粒子在PP中达到较好的分散。     

分子筛负载马来酸酐及改性PP的研究

通过物理吸附将马来酸酐(MAH)负载在分子筛上,经母料法熔融制备了PP/分子筛复合材料.采用DSC、POM和电子拉力机等方法对复合材料的结晶行为和力学性能进行研究.结果表明:分子筛对PP结晶起到异相成核作用,随分子筛用量增加,复合材料的结晶温度由纯PP的116.3℃提高到119.5℃,结晶热焓逐渐减小,熔融热焓逐渐增大,复合材料的拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量有不同程度的提高.低MAH负载量的分子筛(质量分数3%)有助复合材料力学性能的进一步提高,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量及冲击强度分别由纯PP的35.3 MPa、45.2 MPa、1.47 GPa及2.24 kJ/m2提高到37.6 MPa、53.5 MPa、1.85 GPa及3.01 kJ/m2.MAH具有诱导PP形成β晶的倾向,150℃附近的β晶熔融峰强度随MAH用量增加而提高.     

负载型β-成核剂——β-SiO_2对PP结晶熔融行为的影响

采用纳米二氧化硅为载体,负载庚二酸钙制备具有β-成核作用的β-Si O2,利用DSC和XRD探究β-Si O2用量对PP结晶熔融行为的影响,并用TGA分析β-Si O2中庚二酸钙的含量。研究表明,制备的β-Si O2提高PP的结晶温度并具有高效的β-成核作用,提高添加量即可提高PP中β-晶的含量。质量分数3%的β-Si O2可使PP形成92%的β-晶体,其中庚二酸钙含量为0.0423%,因此负载型β-成核剂β-Si O2比传统的庚二酸钙具有更高的成核效率。     

聚乳酸/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/碳酸钙复合材料的性能研究

采用熔融共混法制备了聚乳酸/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/碳酸钙（PLA/EVA/CaCO3）复合材料,利用差示扫描量热仪、X射线衍射仪、偏光显微镜、扫描电子显微镜、力学性能测试和热变形温度测试等手段,研究了EVA和CaCO3对复合材料的结晶性能、断面形貌、力学性能和耐热性能的影响。结果表明,EVA 具有增韧作用,但降低了复合材料的强度和耐热性;而CaCO3可以提高复合材料的强度、韧性、结晶性能和耐热性能;CaCO3与EVA的加入对PLA有协同增韧作用,且不改变PLA的晶型;当PLA/EVA=90/10,加入10 %（质量分数,下同）的CaCO3时,复合材料有最佳的综合性能。     

纳米CaCO_3含量对PP/SBS/CaCO_3复合材料力学性能的影响

通过双螺杆共混方法制备聚丙烯(PP)/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)/Ca-CO3复合材料,并采用扫描电镜(SEM)、力学性能测试和偏光显微镜研究了纳米CaCO3用量对该复合体系微观结构、力学性能以及结晶形貌的影响。结果表明:纳米CaCO3粒子在PP中均匀地分散可细化晶粒并起到了增韧增强的效果。当加入纳米CaCO3的质量分数为2%时,其综合性能最好。     

新型聚丙烯β晶型成核剂的制备及应用

利用正硅酸乙酯、硬脂酸和邻苯二甲酸钙制备了新型成核剂SLG1和SLG2。利用热分析考察了成核剂的热稳定性,采用X射线衍射分析（XRD）和偏光显微镜（PLM）对其改性聚丙烯(PP)的晶体形态进行了表征,采用差示扫描量热法（DSC）研究了其结晶行为,并测试了PP的力学性能。结果表明,成核剂SLG1和SLG2能够诱导β-PP的生成,使PP的结晶温度明显提高,并且加快了PP的结晶速率,但是降低了结晶度。成核剂使PP的晶粒明显细化,球晶之间的界面模糊。在SLG1和SLG2含量分别为0.15 %和0.3 t%时,PP的冲击强度分别由9.43 kJ/m2提高到了26.82 kJ/m2和37.79 kJ/m2。     

纳米CaCO3和POE增韧废旧PP复合材料的研究

采用了纳米CaCO3和乙烯-辛烯共聚物（POE）对废旧聚丙烯（PP）进行增韧改性，借助于力学性能测试、SEM和偏光显微镜等观察手段对这一共混体系的增韧机理进行了研究。结果表明，纳米CaCO3和POE对废旧PP具有良好的增韧作用，两者有协同增韧效果；POE对废旧PP的增韧符合剪切屈服理论，纳米CaCO3的增韧机理是诱导PP产生大量的裂纹，形成空穴群，吸收冲击能；废旧PP／POE／纳米CaCO3复合材料的球晶尺寸细化，球晶边界模糊，非晶区域增大，材料的韧性明显提高。     

MPP在PP／CaCO3共混体系中偶联作用研究

本文研究了不同偶联剂对PP／CaCO3共混体系的力学性能影响，结果表明：MPP（马来酸酐接PP）对CaCO3有较好的偶联作用，与其它偶联剂有协同作用，通过复合MPP与其它偶联剂或可反应性助剂是无机刚性粒子获得增韧效果的有效途径之一；共混工艺条件对力学性能影响较大，不能采用弹性体增韧时常用的母料法共混工艺。     

聚丙烯增韧改性中结晶形态的变化

综述了聚丙烯（P）增韧改性与结晶形态变化的关系,不同的共混组分对PP结晶行为的影响不同,分别有细化分割、共结晶、原位成纤复合等作用。无机刚性粒子及有机／无机纳米粒子主要起到异相成核作用,诱发对增韧有贡献的β－晶的形成。讨论了不同β晶成核剂对PP结晶的影响。     

PP／SBS／纳米CaCO3复合材料结构与性能研究

研究了PP/SBS/纳米CaCO3复合材料的力学性能以及SBS分散相颗粒和纳米CaCO3粒子在PP基体中的分散状况。结果表明,纳米CaCO3粒子的加入使复合材料的缺口冲击强度、弯曲弹性模量、拉伸强度均得到提高。透射电镜观察发现,纳米CaCO3粒子的加入使复合体系的熔体黏度增大,对弹性体SBS的分散起到剪切细化、均化的作用,从而起到协同增韧效应。     

CPE与CaCO_3协同增韧PVC力学性能的研究

用CPE与CaCO3复配制备出高韧性PVC复合材料,研究了CPE、CaCO3对PVC复合材料力学性能的影响。结果表明:CPE能有效提高PVC的冲击强度;CaCO3在一定用量范围内,可以提高PVC的冲击强度;CPE与CaCO3协同增韧,PVC复合材料的冲击强度可达60 kJ/m2,拉伸强度约为37 MPa,断裂伸长率可达65%。     

MBS/CaCO3协同增韧PVC的性能研究

分别研究了1 250目、2 500目CaCO3以及甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)对聚氯乙烯(PVC)力学性能的影响;并且选用15%MBS与1 250目CaCO3复配制备出了高韧性的PVC材料。结果表明:MBS能有效提高PVC的冲击强度;1 250目CaCO3与2 500目CaCO3相比,更易于分散,增韧的效果更好;MBS与1 250目CaCO3协同增韧,使PVC冲击强度达120 kJ/m2,拉伸强度约为37 MPa,断裂伸长率在40%左右。     

增韧剂/纳米CaCO3并用对聚丙烯共混体系力学性能的影响

研究了不同的增韧剂（EPDM、HDPE、LDPE和SBS）对聚丙烯共混物力学性能的影响,EPDM含量为15％时,共混物的拉伸强度下降较小,冲击强度比纯聚丙烯提高450％。采用正交实验法,研究了纳米CaCO3和EPDM并用对PP共混物力学性能的影响,含量6％的纳米CaCO3具有增强和增韧作用;纳米CaCO3与EPDM并用能协同增强聚丙烯;PP／EPDM／纳米CaCO3的质量比为74／20／6时,聚丙烯共混体系的综合力学性能较好。     

聚丙烯/纳米CaCO3复合材料的结晶行为研究

用超重力法制备的纳米CaCO3和PP熔融共混制备了PP/CaCO3复合材料,并对PP/CaCO3复合材料的结晶行为进行了详细研究。差示扫描量热分析表明,纳米CaCO3粒子的加入加快了PP的结晶速率,缩短了半结晶时间,130℃时含15份纳米CaCO3的PP/CaCO3复合材料的半结晶时间比纯PP的减少了8.92 min;结晶度有轻微下降,结晶温度为126.5 ℃时纯PP的结晶度为44.33 %,含15份纳米CaCO3的PP/CaCO3复合材料的结晶度为35.9 %。动力学研究数据表明,等温结晶过程符合Avrami方程,PP/CaCO3的n和k值都大于纯PP的;利用偏光显微镜观察了PP/CaCO3复合材料的结晶形貌及结晶生长过程,纳米CaCO3粒子的加入使球晶数量明显增多,意味着CaCO3起到了结晶成核剂的作用。     

纳米无机刚性粒子改性聚丙烯研究进展

综述了纳米CaCO3、纳米TiO2、纳米SiO2对聚丙烯（PP）的改性研究进展。重点讨论了纳米无机粒子对PP改性的机理和影响因素。结果表明，纳米粒子可改善PP的力学性能（增强、增韧）、抗老化性能及抗菌性能等。     

退火对PP/纳米CaCO3共混物冲击强度的影响

通过单螺杆挤出法制备了PP/纳米CaCO3共混物.研究了退火处理对试样冲击性能的影响,并采用DSC对结晶形态进行了分析.通过TEM对纳米CaCO3粒子的分散状况进行观察.结果表明退火引发了大量的β结晶,试样的冲击强度明显上升,并最终发生脆韧转变;纳米CaCO3在退火过程中对β结晶的形成起到了显著的诱导作用.     

稀土偶联剂在无机刚性粒子增韧聚丙烯体系中应用

利用力学性能、熔体流动速率等性能的测定等方法考察了一种稀土偶联剂(WOT)对CaCO3、BaSO4、Mg(OH)2、Mica和Talc等无机粒子的表面处理作用。发现经WOT处理的CaCO3与聚丙烯(PP)的复合物,在一定条件下缺口冲击强度可达到纯PP的2倍、断裂伸长率可达纯PP的3倍左右,表现出显著的无机粒子增韧效果;利用FTIR、SEM等考察了无机刚性粒子增韧PP的结构形态及增韧机理,表明WOT在处理过程中与CaCO3之间除了物理吸附作用外,还发生了化学作用,在CaCO3表面形成了牢固的包覆层,改变了无机粒子的表面性能;并且经WOT处理的CaCO3还具有β晶型成核剂的作用。