聚丙烯基纳米SiO2复合材料的流变性能研究

采用普通毛细管流变仪和高压毛细管流变仪，通过测定流变性能，研究不同表面处理工艺对PP基纳米SiO2复合材料的团聚，分散和界面性能的影响。结果表明，纳米SiO2采用偶联剂处理并包覆长链分子型分散剂后，可增加界面层厚度，形成相间缓冲层，由此增大纳米颗粒与颗粒间的距离，使纳米颗粒团聚体变得松散，摩擦阻力有所下降，熔体流动性损失减少，PP基纳米SiO2复合材料的熔融流动性基本随纳米SiO2用量的增加而下降；当纳米SiO2质量分数约为3%时，该复合材料的熔体流变性能近似于纯PP，并在挤出或注射成型的剪切速率范围内加工流动性未明显下降。     

PP/黏土纳米复合材料的结构与性能

采用熔体插层法制备聚丙烯（PP）/有机黏土（OMMT）纳米复合材料。XRD和TEM的测试结果表明,采用熔体插层法制备的PP/OMMT复合材料是剥离型纳米复合材料。力学性能实验结果表明,相容剂的加入提高了PP与OMMT之间的相互作用,使其各项力学性能都得到了提高;PP/OMMT纳米复合材料的各项力学性能在有机黏土含量较小的情况下,就可以有较大幅度的提高;与纯PP相比,相容剂含量为10 phr、有机黏土用量为1 phr的聚丙烯基纳米复合材料具有最好的各项力学性能。     

PP/PP-g-MAH/OMMT纳米复合材料流变性能

采用自制聚丙烯(PP)接枝马来酸酐(PP-g-MAH)作为相容剂,与经有机化改性的蒙脱土(OMMT)通过熔融插层法制备了PP/PP-g-MAH/OMMT纳米复合材料,对其加工和流变性能进行了研究.结果发现,随着OMMT用量增加,PP/OMMT和PP-g-MAH/OMMT纳米复合材料的熔体流动速率(MFR)有下降的趋势;...     

聚丙烯/黏土纳米复合材料制备的影响因素

综述了原料性能、加工设备和加工工艺对于聚丙烯/黏土纳米复合材料制备过程的重要影响。原料性能方面,当前的研究表明,聚丙烯的分子结构参数、黏土性能、相容剂性能对复合材料的结构与性能具有重要影响。均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的相对分子质量越小,越有利于得到"插层结构"的复合材料;而相对分子质量越大,越不利于高分子链进入黏土层间,但一旦进入层间却有利于片层分离,得到"剥离结构"的复合材料。黏土的有机化处理和处理后黏土的阳离子交换能力越大越有利于"插层"和"剥离"的进行。相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)的相对分子质量和接枝率对于"插层结构"和"剥离结构"的获得均有影响,低相对分子质量、高接枝率的 PP-g-MAH 有利于"插层结构"的获得,而高相对分子质量、低接枝率的 PP-g-MAH 有利于部分"剥离结构"的获得;加工设备方面,当前的研究表明,双螺杆挤出机依然是制备聚丙烯纳米复合材料的重要选择,而且高剪切速率的螺杆有利于得到"剥离结构"的复合材料,但是过高的剪切速率和物料在螺杆内的较长停留时间却不利于"剥离结构"的稳定。此外,在双螺杆挤出机上增加电熔融管,通过其产生的电场可以得到"剥离结构"的复合材料;加工工艺...     

聚丙烯/纳米TiO2复合材料的性能研究

研究了PP／纳米TiO2、PP／普通TiO2复合材料的流变行为、力学性能和抗菌性能。结果表明：在PP中加入TiO2后，熔体的表观粘度增大，PP／纳米TiO2复合材料尤其明显；熔体流变性对温度的敏感性降低，PP的加工温度范围变宽。纳米TiO2对PP的增韧作用比普通TiO2更好，在0-4％的范围内，材料的冲击强度随用量的增加而增大；而对材料拉伸性能的影响甚微。PP／纳米、普通TiO2复合材料都是有抗菌作用，PP／纳米TiO2的抗菌作用相对较强。     

聚丙烯/纳米羟基磷灰石复合材料流变性能研究

采用毛细管流变仪对聚丙烯/纳米羟基磷灰石(PP/n HA)复合材料的流变性能进行了研究,并讨论了复合材料的表观黏度、非牛顿指数、黏流活化能与温度、剪切速率、n HA用量之间的关系。结果表明:PP/n HA熔体为假塑性流体,其表观黏度随着n HA用量的增加总体呈上升趋势,但在其用量为1%时达到极小值;非牛顿指数随着温度的提高而增大,随着n HA用量的增加而逐渐减小;黏流活化能则随着剪切速率的增加逐渐降低,随着n HA用量的增加呈上升趋势。     

不同聚丙烯发泡体系的流变性能研究

采用ARES流变仪和毛细管流变仪，对线形聚丙烯（LPP）、长链支化聚丙烯（LCBPP）、LPP/LCBPP共混体系分别与纳米黏土的复合发泡体系的动态剪切和稳态剪切流变性能进行了研究。考察了复合体系制备过程中螺杆转速、相容剂含量对复合体系熔体弹性的影响，研究了不同温度下复合体系的剪切黏度、剪切应力与剪切速率之间的关系。结果表明：将纳米黏土引入PP发泡体系中可有效改进PP树脂的可发性。复合体系制备过程中，螺杆转速并未对LPP、LCBPP与纳米黏土复合体系的熔体弹性产生影响；随相容剂马来酸酐接枝聚丙烯用量的增加，LPP、LCBPP／纳米黏土复合体系的熔体弹性有小幅降低，但幅度并不显著；LCBPP／纳米黏土复合体系的剪切黏度具有较高的温度敏感性，随温度升高，表观剪切黏度下降显著。在低剪切速率区，LCBPP／纳米黏土复合体系的表观剪切黏度低于LPP、（LCBPP／LPP）／纳米黏土复合体系，但在高剪切区，三者的剪切黏度趋于接近。     

熔体法制备有机黏土/橡胶纳米复合材料的结构及性能

将有机黏土(OC)分别加入到天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、丁基橡胶(IIR)和三元乙丙橡胶(EPDM)中,通过熔体法制备了纳米复合材料。探讨了橡胶黏度及其分子结构对OC在复合材料中分散状况的影响,研究了复合材料的力学性能。结果表明,在以NR为基体的复合材料中。OC片层分散均匀,且剥离程度较高;在SBR,IIR,EPDM中,OC以插层结构为主,且插层效果从大到小的顺序依次为SBR,IIR,EPDM。与相应的纯胶相比,OC／NR纳米复合材料的定伸应力提高,拉伸强度和扯断伸长率有所下降;OC／SBR,OC／IIR,OC／EPDM纳米复合材料的定伸应力变化不大,拉伸强度和扯断伸长率明显提高,且OC／SBR和OC／EPDM复合材料的撕裂强度提高。     

双螺杆挤出机螺杆组合对聚丙烯/纳米CaCO3复合材料在线流变性能的影响

采用啮合型同向旋转双螺杆挤出机制备聚丙烯(PP)/纳米碳酸钙(nano-CaCO3)复合材料,制备过程中在双螺杆挤出机末端连接Haake在线流变仪进行在线流变性能测试。研究了两种螺杆组合结构、纳米CaCO3含量对PP/纳米CaCO3复合材料在线剪切黏度的影响,比较了在不同聚合物加工流场下PP/纳米CaCO3复合材料的在线流变性能。结果表明,引入分布混炼有利于降低复合材料的剪切黏度,复合材料剪切黏度随纳米粒子的加入先呈下降趋势,当达到某一含量后,再提高纳米粒子含量会使黏度提高。     

聚丙烯/纳米黏土复合材料抗熔垂性能的研究

在双螺杆挤出机上制备了聚丙烯/纳米黏土复合材料;考察了其结构对其抗熔垂性能的影响。X射线衍射分析结果表明,实验得到了插层结构聚丙烯/纳米黏土复合材料,不同的聚丙烯基体和相容剂用量影响材料的插层结构。抗熔垂性能研究发现,不同的插层结构,抗熔垂性能不同。其中,黏土片层插层结构的层间距与材料抗熔垂性能存在一定关联,插层结构中黏土片层层间距过大或过小都不利于抗熔垂性能的改善,层间距为2.90-3.00 nm的插层结构的聚丙烯/纳米黏土复合材料具有较好的抗熔垂性能。     

聚丙烯/水溶性聚酯二元共混物及其纤维的性能研究

研究了聚丙烯 / 水溶性聚酯二元共混物的流动性、结晶性,考察了共混纤维的亲水性。结果表明:聚丙烯 / 水溶性聚酯共混物的流动行为与聚丙烯相似,为典型的假塑性流动,在低剪切速率区,共混物有更好的流动性;共混物的结晶度在水溶性聚酯含量为 9% 时,有最小值;共混纤维的回潮率随水溶性聚酯含量增加而增大;保水率在水溶性聚酯含量为 9% 时有最大值。     

PP/有机改性蒙脱土纳米复合材料的性能

采用熔融插层法制备了聚丙烯/有机改性蒙脱土(PP/OMMT)纳米复合材料,研究了OMMT用量对PP基体力学性能和阻燃性能的影响,利用透射电镜(TEM)分析了OMMT在PP基体中的分散性。结果表明:OMMT的加入有助于提高PP基体的力学性能和阻燃性能;熔融插层法可以使PP的大分子链有效地插入OMMT的片层之间;随着OMMT用量的增加,其在PP基体中的分散性变差。     

PP/玻璃微珠复合材料的流变性能

制备了聚丙烯/玻璃微珠复合材料,在温度为175～225℃和载荷为1.2～12.5kg的条件下,应用熔体流动速率仪考察了填料粒径、剪切速率、载荷及温度等对复合材料熔体流变特性的影响。结果表明:熔体的剪切流动服从幂律定律;熔体的表观黏度对温度的依赖性符合Arrhenius方程;表观黏度随剪切速率和剪切应力的增加而下降;挤出胀大比随温度的升高而下降,随剪切应力和剪切速率的增大而增大。在此基础上,预测了第一法向应力差,发现其随剪切速率的增大而增大。     

固相法制备有机黏土改性聚丙烯

采用固相法对黏土进行有机化插层改性,制备出有机黏土;通过熔融插层法制备聚丙烯/有机黏土纳米复合材料。X射线衍射分析表明,固相法改性黏土可以与聚丙烯形成纳米复合材料。利用DSC研究了纳米复合材料的结晶和熔融过程,结果表明:聚丙烯/有机黏土纳米复合材料的结晶温度提高,熔融过程、熔点及结晶度没有明显变化。力学性能测试结果表明:有机黏土含量在3%～5%范围内,纳米复合材料的力学性能最佳。     

聚丙烯/有机蒙脱土/滑石粉纳米复合材料的制备与性能研究

采用双螺杆挤出机直接熔混的工艺,以聚丙烯(PP)为基体树脂,以滑石粉(Talc)和经有机改性的蒙脱土(OMMT)为填料,以马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP)为相容剂,分别制备了PP/OMMT和PP/OMMT/Talc纳米复合材料。结果表明,所得PP/OMMT复合材料为蒙脱土剥离或部分剥离的纳米复合材料;PP/OMMT/Talc复合材料的性能优于两种填料分别填充改性的PP材料,且分散及改性效果基本没有互相影响;与传统PP/Talc复合材料相比,制备的PP/OMMT/Talc纳米复合材料在各性能相近或更好的前提下,密度可以减少7%～10%。     

Rheological Analyses of Carbon Nanofiber/Polypropylene Composites

Rheological properties of carbon nanfiber/polypropylene composites were investigated. CNFs synthesized at 600°C were thermally modified at 2200°C. These CNFs with a curl/twisted morphology were incorporated into polypropylene (PP) by intensive mixing. The untreated CNF composites showed higher dynamic moduli, G′ and G″, than the heat-treated CNF composites. Also, stress relaxation results indicated that untreated CNF composites were relaxed in a longer time than heat-treated CNF composites. These results support that the untreated CNF composites needed less CNFs to perform CNF-CNF network than the heat-treated CNF composites did. It is suggested that structural changes can be verified by rheological analyses.     

PP/滑石粉/PP-g-MAZn三元复合体系流变性能的研究

采用双料筒毛细管流变仪系统地研究了以聚丙烯接枝马来酸锌(PP-g-MAZn)为界面改性剂的PP/滑石粉/PP-g-MAZn三元复合体系的流变性能。结果表明:随着剪切速率的增加,PP/滑石粉/PP-g-MAZn三元复合体系表观黏度下降;同一剪切速率下,与PP/滑石粉二元复合体系相比,PP/滑石粉/PP-g-MAZn三元复合体系的表观黏度和剪切应力变小;随着PP-g-MAZn用量的增加,三元复合体系表观黏度变化不大,体系的黏流活化能随着剪切速率的增大而降低。挤出物弹性效应的研究表明:PP/滑石粉/PP-g-MAZn三元复合体系挤出物无熔体破裂现象表,面基本光滑对,剪切速率敏感性下降。     

Structure and Rheological Properties of the Products of Solid-State Graft Polymerization of Styrene in Annealed Polypropylene Reactor Granules

Solid-state grafting polymerization of styrene (St) in polypropylene (PP) reactor granules was conducted with different St load using tertiary-butyl perbenzoate as initiator. The graft copolymers showed higher weight average molecular weight than the original PP when the St load is high enough. A typical graft copolymer was fractionated into six fractions according to crystallinity, and the fractions showed similar St content. Comparing to the original PP, complex viscosity of the grafting products was significantly increased and the tan α value decreased at low frequency. Increasing the grafting degree exerts a positive effect on these changes. These phenomena prove the existence of long chain branches in the grafting products, and St played important roles in the formation of long chain branches.     

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料流变性能的研究

采用毛细管流变仪研究了聚丙烯(PP)／蒙脱土纳米复合材料的流变性能。结果表明：PP／蒙脱土纳米复合材料的流动特性与常规PP相似，为典型的假塑性流动；其非牛顿指数随温度提高而增大，在220℃时，复合材料的非牛顿性小于PP，在260℃时，复合材料的非牛顿性大于PP；复合材料的表观粘度低于PP，粘流活化能大于PP。