晶须与滑石粉填充改性聚丙烯材料的性能研究

以聚丙烯(PP)为基料,聚烯烃弹性体(POE)为增韧剂,滑石粉和碱式硫酸镁晶须为增强填料,制备了PP/POE/滑石粉复合材料和PP/POE/晶须复合材料,研究了滑石粉和晶须的含量对密度、弯曲模量、缺口冲击强度、收缩率和热变形温度的影响。结果表明:PP/POE/晶须复合材料的弯曲模量和热变形温度均高于PP/POE/滑石粉复合材料的,而收缩率更低;PP/POE/晶须复合材料的缺口冲击强度低于PP/POE/滑石粉复合材料的。综合材料的拉伸性能和弯曲性能,PP/POE/晶须复合材料中POE最适合的质量份为10。     

聚丙烯/硅灰石复合材料反应增容研究

采用马来酸酐(MAH)在聚丙烯(PP)与硅灰石之间进行反应增容,改善了PP/硅灰石复合材料的热性能和力学性能.通过扫描电子显微镜观察了复合材料冲击断面的形貌,并测试了复合材料的负荷变形温度、拉伸性能、弯曲性能和冲击性能.结果表明,在MAH质量分数不超过5%时,PP和硅灰石之间的界面结合情况明显改善,复合材料的负荷变形温度、拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量显著提高,最大值分别达到75℃、36.1 MPa、50.3MPa、2.6 GPa.     

LDPE对PP／硅灰石复合材料增韧改性的研究

将PP与高填充量的硅灰石通过双螺杆挤出机熔融共混制得了PP/硅灰石复合材料;将PP/硅灰石复合材料与LDPE通过双螺杆挤出机进行二次共混制得了PP/LDPE/硅灰石三元复合材料;研究了硅灰石对PP的热变形温度(HDT)和力学性能的影响以及LDPE对PP/硅灰石复合材料HDT和力学性能的影响.结果表明,硅灰石能大幅度地提高PP的弯曲性能和HDT,但使其拉伸强度和冲击强度有所下降;随LDPE质量分数的增加,PP/LDPE/硅灰石复合材料的HDT、拉仲强度和弯曲性能下降,而冲击韧性明显改善.LDPE不能改善硅灰石与基体间的相容性;但在复合材料受冲击力作用时,可引发基体产生屈服变形,从而改善复合材料的冲击性能.     

填料对聚丙烯力学性能的影响

比较了新型微粉、滑石粉、碳酸钙三种无机填料对聚丙烯(PP)力学性能的影响。结果表明,随着填料填充量的增加,PP材料的弯曲强度均呈上升趋势,冲击强度均呈下降趋势;滑石粉添加量对PP材料的拉伸性能影响不大,15份、25份以及35份时拉伸强度保持在95%以上,碳酸钙和微粉对PP材料的拉伸性能影响情况大致趋同,当添加量超过35份时,PP材料的拉伸强度下降24%。     

滑石粉对聚丙烯/聚烯烃弹性体共混物结晶行为和力学性能的影响

采用双螺杆挤出机制备了均聚聚丙烯(PPH) /聚烯烃弹性体( POE) 共混物和PPH/POE/滑石粉三元共混体系。使用差示扫描量热仪和万能试验机研究了共混物和复合材料的结晶性能、力学性能和加工性能。结果表明,POE对PPH力学性能和结晶性能有明显的影响,随着POE用量的增加,PP/POE共混物的结晶度明显下降,PPH/POE 共混物的冲击强度明显提高,但拉伸强度显著降低。POE含量为20 %时,冲击强度由2.1 kJ/m2提高到39 kJ/m2,拉伸强度由30 MPa 降低到22MPa。加入滑石粉可以提高PPH/POE共混物的拉伸强度,滑石粉添加量1份时,可使共混物的拉伸强度提高到24 MPa。     

矿物形态对聚丙烯复合材料性能的影响

采用熔融共混法制备了聚丙烯（PP）/矿物填料复合材料,考察了云母与硅灰石粒径及其组合填充对复合材料力学及流动性能的影响。结果表明,PP/硅灰石复合材料的拉伸与弯曲强度、模量均随着硅灰石粒径的增大而下降,而复合材料的断裂伸长率随着硅灰石粒径增大而增大,缺口冲击强度随着粒径增大先减小后增大。当硅灰石的累计粒度分布百分数达到90%时的粒径(D₉₀)为8.72 μm时,复合材料的弯曲强度、拉伸及弯曲弹性模量与缺口冲击强度分别较纯PP提高了7.77%,119.0%,100.4%与17.46%。PP/云母复合材料的拉伸与弯曲强度随着云母粒径的增大先下降后上升,断裂伸长率、缺口冲击强度与熔体流动速率随着云母粒径增大而下降,复合材料的拉伸与弯曲弹性模量随云母粒径的增大而增大。当云母的D₉₀为60.09 μm时,复合材料的弯曲强度、拉伸及弯曲弹性模量与缺口冲击强度分别较纯PP提高了10.43%,177.6%,172.8%与17.46%。硅灰石与云母组合填充PP的力学及加工性能基本介于单独填充硅灰石与云母所得到的复合材料性能之间,两者组合填充不能产生协同效应。     

PP/硅灰石复合材料力学性能的研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/硅灰石复合材料,考察了硅灰石表面处理及其用量对PP/硅灰石复合材料力学性能的影响。结果表明:硅灰石粉体经偶联剂甜菜碱(CAB)表面改性处理后,其填充复合材料的拉伸强度、断裂强度和冲击强度均比未处理体系有所提高。随着改性硅灰石用量的增加,PP/硅灰石复合材料的拉伸强度和断裂强度均先升后降,其中当改性硅灰石用量为10 phr时,复合材料的拉伸强度和断裂强度均达到最大值,分别比纯PP提高了17%和63%;另外,当改性硅灰石用量为40 phr时,复合材料的冲击强度达到最大值(2.59 kJ/m2),比纯PP提高了29%。     

PP/SBS/滑石粉三元复合材料性能研究

通过熔融共混制备了不同滑石粉(经偶联剂KH550表面改性)用量的聚丙烯(PP)/丁苯热塑性弹性体(SBS)/滑石粉复合材料(PP与SBS的配比固定为90/10),同时研究了该复合材料的力学性能和流动性能。结果表明:随着滑石粉用量的增加,PP/SBS/滑石粉复合材料的弹性模量和拉伸强度下降;弯曲性能、冲击性能和熔体流动速率则先提高后降低,且均在滑石粉用量为10份时达到最大值;另外添加了改性滑石粉的PP/SBS/滑石粉复合材料,其拉伸强度、冲击强度和熔体流动速率均高于未改性滑石粉填充的复合材料。     

组分对PA6/PP/滑石粉三元复合材料的影响

通过双螺杆挤出制备了尼龙6(PA6)/聚丙烯(PP)/滑石粉三元复合材料,考察不同PA6、PP及滑石粉和增容剂种类及含量对PA6/PP/滑石粉三元复合材料力学性能的影响。结果表明,中黏度(2.4~2.7 Pa·s)PA6、聚乙烯(PE)含量达到7%~9%的嵌段共聚PP及粒径为2~5μm的滑石粉制备的PA/PP/滑石粉三元复合材料具有优异的力学性能;随着PA6含量增加,PA6/PP/滑石粉三元复合材料的拉伸、弯曲强度增加,吸水率上升,PP含量增加,PA6/PP/滑石粉三元复合材料吸水率下降,拉伸强度和弯曲强度也下降;滑石粉的粒径越大,PA6/PP/滑石粉三元复合材料的刚性越好,冲击强度越差,滑石粉的粒径越小,则容易团聚,三元复合材料形成应力集中点;增容剂马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVAC-g-MAH)和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)复配对PA6/PP/滑石粉三元复合材料增容效果优于马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)或EPDM-g-MAH;当EVAC-gMAH和EPDM-g-MAH添加量各为5%,PA6/PP/滑石粉质量比为50/20/20时,制备出的PA6/PP/滑石粉三元复合材料具有较佳的力学性能,并有优异的加工性能,其缺口冲击强度可达6.6 k J/m^2。     

家具用PP基木塑复合材料的制备与力学性能

以聚丙烯(PP)为木塑复合材料基体,分别加入4种增强剂和3种增韧剂,通过共混挤出制备PP基木塑复合材料,研究了4种增强剂含量和粒径以及3种增韧剂含量对复合材料力学性能的影响。结果表明,随着增强剂含量增加,复合材料的弯曲强度表现出先升后降趋势,随着增强剂粒径减小,复合材料的弯曲强度提高,增强效果从高到低依次为硅灰石、滑石粉、碳酸钙和硫酸钡;当硅灰石粒径为10μm、质量分数为15%时,复合材料具有最优的拉伸、弯曲以及缺口冲击强度。增韧剂乙烯–辛烯共聚物(POE)、三元乙丙橡胶(EPDM)和苯乙烯–丁二烯–苯乙烯共聚物(SBS)可以大幅提高复合材料的缺口冲击强度,增韧效果从高到低依次为POE,EPDM和SBS。当粒径为10μm的硅灰石和POE质量分数分别为15%和20%时,复合材料综合力学性能最好,缺口冲击强度为17.61 k J/m2、拉伸强度为27.65 MPa、弯曲强度为30.28 MPa,其弯曲强度优于目前常用木质人造板材,可满足家具行业应用。     

无水硫酸钙/纳米SiO_2对废旧PP的改性研究

用双螺杆挤出机制备了废旧聚丙烯(PP)/无水硫酸钙/纳米SiO_2三元复合材料,并通过拉力试验机、冲击试验机、熔体流动速率测定仪、扫描电镜、光电子能谱等仪器研究了无水硫酸钙与SiO_2对PP复合材料力学性能和熔体流动速率的影响。结果表明:无水硫酸钙的加入会细化PP颗粒,SiO_2的加入提高了复合材料的拉伸强度和熔体流动速率;当SiO_2用量为2份、无水硫酸钙用量为5份时,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别达到10.73 MPa、3.51%和8.31 kJ/m~2。与废旧PP/SiO_2(2份)的8.42 MPa、8.71%、5.41 kJ/m~2相比,拉伸强度与冲击强度分别提高了27.43%和53.60%,而断裂伸长率下降了59.7%。     

高流动高模量高抗冲聚丙烯复合材料的制备及性能研究

研究了弹性体（POE）、滑石粉(talc)、乙撑双硬脂酰胺（EBS）的含量对高流动、高模量、高抗冲聚丙烯（PP）复合材料的力学性能、熔体流动速率、结晶温度、热稳定性以及微观断面结构的影响。结果表明,需要25份POE才能使高流动性共聚PP发生完全脆韧转变;通过熔融共混制备PP、POE、talc复合材料（PP/POE/talc）,当复合材料的质量份数比为80∶20∶40时,制得的PP/POE/talc复合材料的熔体流动速率为22.9 g/10 min、弯曲模量为1 887.7 MPa、缺口冲击强度为31.2 kJ/m2;对比纯PP,其弯曲模量提高了102.2 %,缺口冲击强度提高了217.8 %,弯曲强度提高了2.6 %,拉伸强度降低了15.1 %;添加1份EBS能够同时提高PP/POE/talc复合材料的熔体流动速率与缺口冲击强度。     

ATPU和蒙脱土复合增强不饱和聚酯的研究

用插层聚合法制备了不饱和聚酯（UPR）／丙烯酸酯封端聚氨酯（ATPU）／改性蒙脱土（OMMT）复合材料，探讨了ATPU和OMMT对复合材料的性能和形态的影响。结果表明，随着ATPU用量的增加，复合材料的冲击强度迅速提高，但复合材料的拉伸强度、弯曲强度、巴氏硬度和热变形温度降低；当OMMT少于质量分数3％时，UPR的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度随OMMT用量的增大而提高，超过质量分数3％时，复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度都下降。当OMMT和ATPU的用量分别为质量分数3％和15％时，拉伸强度提高约50％，而冲击强度和弯曲强度分别提高约8．6％和10．3％，热变形温度提高了12．5℃，收缩率降低了78％。     

磷酸酯盐成核剂对聚丙烯性能的影响

以均聚聚丙烯(PP)为基体树脂,通过添加磷酸酯盐类成核剂TMP-1等改性方式,研究了该成核剂在不同添加量下对PP弯曲模量、拉伸屈服强度、悬臂梁缺口冲击强度以及热变形温度等性能的影响,通过差示扫描量热仪(DSC)与带可程序升降温控制热台的偏光显微镜(POM)考察了成核剂对PP结晶性能的影响。力学性能测试及偏光显微镜微观观察表明,磷酸酯盐类成核剂TMP-1可以有效提高PP的弯曲模量、拉伸屈服强度、热变形温度以及结晶速度,但是,悬臂梁缺口冲击强度则会明显下降。同时,测试数据表明,当成核剂TMP-1的添加量为0. 05%时,弯曲模量可以达到最大值(2 253. 82 MPa),与未添加成核剂的纯树脂相比,弯曲模量提高了81. 1%。     

膨胀型阻燃剂和有机蒙脱土协同阻燃聚丙烯的研究

采用熔融插层法制备了聚丙烯/膨胀型阻燃剂/有机蒙脱土（PP/IFR/OMMT）阻燃复合材料。探讨了OMMT对PP膨胀阻燃体系的影响,通过X射线衍射(XRD)、极限氧指数、热重分析(TG)、力学性能测试对阻燃复合材料的阻燃性、热稳定性及力学性能进行了研究。结果表明,PP高分子链插层进入OMMT层间,形成了插层型复合材料。OMMT与IFR具有明显的协同阻燃性。OMMT添加量为2份时,复合材料的极限氧指数达到31 %,较单独添加IFR时高出30 %;与纯PP相比,复合材料残炭率明显提高。随着OMMT含量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均呈现先上升后下降的趋势,当OMMT含量为3份、IFR含量为22份时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度达到最大值。     

滑石粉增韧聚丙烯/竹粉发泡复合材料的研究

采用化学发泡法,注塑制备了聚丙烯(PP)/竹粉发泡复合材料,研究了滑石粉用量对发泡复合材料力学性能、加工性能和热稳定性能的影响。结果表明:当竹塑质量比为1:2、改性AC发泡剂用量为1%、添加15%滑石粉时,增韧发泡复合材料的综合性能最佳,其比弯曲强度为48.98 MPa、弯曲模量为3 183.31 MPa、比拉伸和比冲击强度分别为26.50 MPa和7.88 kJ/m2,与未增韧复合材料相比,提高了2.9%～9.3%;但是滑石粉的加入会降低材料的加工性能,平衡时间和平衡扭矩增加、MFR下降;而且会降低材料的热稳定性,初始热分解温度降低。     

混杂增强型聚丙烯的改性研究

以不同用量的玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)、硅灰石、滑石粉为填料,通过熔融共混制备了混杂纤维增强聚丙烯(PP)基复合材料,并研究了填料质量比(GF/CF、硅灰石/滑石粉、纤维/无机填料)对增强PP复合材料微观形貌及力学性能的影响。结果表明:PP中加入GF及CF后,其拉伸强度和冲击强度显著提高,断裂伸长率则降至10%左右;PP中加入硅灰石和滑石粉后,其拉伸强度基本不变,冲击强度大幅提升,而断裂伸长率仅略有提高;当纤维(GF/CF)与无机填料(硅灰石/滑石粉)的质量比为35/5时,可得到具有最优综合力学性能的改性PP复合材料。     

滑石粉/LDPE核壳结构粒子增强增韧回收PP的研究

研究了以滑石粉为硬核、低熔点高熔体流动速率低密度聚乙(烯LDPE)为软壳的核壳结构粒子的制备方法,并用该核壳结构粒子与回收PP进行共混改性,研究了核壳结构粒子对回收PP复合材料力学性能、加工流动性能和耐热性能的影响。结果表明:当核壳结构粒子用量为30份时,复合材料的缺口冲击强度为16.1 J/m,拉伸强度为28.79 MPa,弯曲强度为39.01 MPa,弯曲模量为1 535 MPa;用滑石粉/低熔点高MFR的LDPE制备的核壳结构粒子填充回收PP后的复合材料的熔体流动性较好适,合工业化生产。     

线性低密度聚乙烯与硅灰石共混改性聚丙烯研究

采用熔融共混的方法制备了聚丙烯(PP)/线性低密度聚乙烯(LLDPE)/硅灰石复合材料。主要研究了硅灰石、LLDPE对PP力学性能的影响。结果表明:当PP/LLDPE/硅灰石质量比为80/20/30时,改性后产品的室温冲击强度达到了纯PP的3.53倍,低温冲击强度是纯PP的8.83倍。改性后的PP内部结构紧密,混合均匀,且热变形温度影响不大。     

PP/EPDM/滑石粉微孔发泡复合材料的制备和性能

通过微发泡注射成型方法制备PP/EPDM(三元乙丙橡胶)/滑石粉复合材料制品,并研究滑石粉的含量对PP/EPDM/滑石粉微孔发泡复合材料的微观形态和力学性能的影响。结果表明:添加适量滑石粉的PP/EPDM/滑石粉复合材料的发泡效果优于仅添加单一的EPDM的PP/EPDM复合材料的发泡效果,而且当PP/EPDM/滑石粉的质量比为79/21/4时,微孔制品的微观形态最好;且此比例的PP/EPDM/滑石粉微孔发泡制品与未添加滑石粉的PP/EPDM微孔发泡复合材料制品相比,其拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别提高了2%、6%、4%。