聚丙烯/改性SiO_2复合材料的制备与性能研究

用溶胶-凝胶法结合原位反应法制备二氧化硅(SiO_2)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)和油酸(OA)改性SiO_2(KH570-SiO_2和OA-SiO_2);并以SiO2和改性SiO_2作为填料,与聚丙烯(PP)共混制备PP复合材料。分别研究改性剂类型和KH570-SiO_2用量对PP复合材料拉伸性能、弯曲性能、冲击性能、耐热性和结晶性的影响。结果表明,KH570-SiO_2对PP的填充改性效果相对较好;当KH570-SiO_2的用量为4%时,PP复合材料的综合性能最佳;相比于纯PP,其拉伸强度保持不变,而弹性模量、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别提高了46%、15%、23%和14%,热分解温度和结晶温度均有所提高。     

原位聚合改性滑石粉/PP复合材料的微观结构和力学性能

通过熔融共混制备了丙烯酸丁酯(BA)原位聚合改性滑石粉/聚丙烯(PP)复合材料。研究了原位聚合改性对滑石粉/PP复合材料形貌、晶型结构、结晶熔融行为和力学性能的影响。结果表明,PP和滑石粉在熔融共混过程中,剪切力的作用使层叠的滑石粉剥离成不同厚度的片层,BA原位聚合改性改善了滑石粉与PP之间的界面粘结,有利于滑石粉在PP基体中的剥离;滑石粉的原位聚合改性,促进了β-晶型PP的生成,提高了滑石粉/PP复合材料中PP相的熔点、结晶速率和结晶度,降低了PP相的结晶温度。同时显著提高了滑石粉/PP复合材料的冲击强度,且存在一最佳的BA用量。     

醋酸活化改性滑石粉对PP结构与性能影响

以醋酸为预处理剂对滑石粉表面进行预处理,再用钛酸酯偶联剂处理得到改性滑石粉,探究醋酸浓度对滑石粉表面性质的影响;将改性滑石粉与聚丙烯(PP)共混制备PP/改性滑石粉复合材料。考察改性滑石粉对复合材料力学性能、尺寸稳定性能和微观结构的影响,并对复合材料的结晶行为进行了分析。结果表明:当醋酸pH值为4.0~5.0时,改性后的滑石粉接触角由73.82°增大到114.97°,活化率达到最大值(93.4%);与未预处理的PP/改性滑石粉复合材料相比,醋酸预处理的PP/改性滑石粉复合材料的冲击性能和拉伸性能均得到较大改善,尺寸变化率减小,稳定性提高,界面结合作用强;醋酸预处理改性滑石粉对PP的结晶行为有影响,结晶温度降低,结晶度下降。     

PP/PVC基竹塑复合材料的阻燃改性研究

为开发阻燃竹塑复合材料,选用聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为相容剂,以聚丙烯(PP)/聚氯乙烯(PVC)不相容体系为基体,采用挤出-注塑工艺制备了PP/PVC基竹塑复合材料。研究了相容剂对共混复合材料力学性能的影响,并对复合材料体系的阻燃改性进行了研究。结果表明:增容剂PP-g-MAH能够明显改善PP/PVC共混体系的力学性能,当其用量为10份时体系的力学性能较好;添加三氧化二锑或磷酸三苯酯,能显著提高PP/PVC基竹塑复合材料的阻燃性能。     

硅灰石粉填充改性聚丙烯复合材料性能研究

采用熔融共混的方法制备了硅灰石粉填充改性聚丙烯(PP)复合材料。通过力学性能、溶体流动速率(MFR)及DSC等测定,考察了硅灰石粉对PP力学性能、热性能及加工性能的影响。结果表明:用硅灰石粉填充改性PP,大大提高了PP/硅灰石粉复合材料的模量,缺口冲击强度的敏感性得到明显改善;改性PP的耐热温度、硬度及加工性能得到一定提高,但其强度有所降低。     

表面改性高岭土的制备及其在PP中的应用

采用硅烷偶联剂KH550、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、十八胺(ODA)对高岭土表面进行三步干法改性,制备出有机高岭土(Kaolin-O),然后将其与聚丙烯(PP)进行熔融共混制备出PP/Kaolin-O复合材料。用FTIR对改性高岭土进行结构表征,并用TEM、SEM、XRD和DSC对复合材料的微观形貌和结晶行为进行研究,通过拉力测试研究了复合材料的力学性能。结果表明:有机物成功接枝到高岭土表面,当Kaolin-O用量低于5phr时,Kaolin-O片层均匀分散在PP基体中;Kaolin-O的加入,促进了聚丙烯β结晶成核,复合材料的结晶度均比纯PP低;Kaolin-O用量为3 phr时,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率比PP分别提高了37%、18%。     

剑麻纤维素微晶增强聚丙烯复合材料的性能研究

以硅烷偶联剂(KH550)改性后的剑麻纤维素微晶(SFCM)为增强材料改性聚丙烯(PP),以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为二者的相容剂,采用熔融共混法制备PP/SFCM复合材料,研究了SFCM对PP/SFCM复合材料的力学性能、耐热性、流动性及熔融结晶行为的影响。力学性能测试表明,SFCM的加入可有效改善PP的强度和刚性,当SFCM的质量份数为9份时,复合材料的力学性能最佳,其拉伸强度和拉伸模量分别提高了15.3%和22.6%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了24.6%和35.4%,缺口冲击强度提高了14.9%。热性能及流动性能测试表明,SFCM可提高PP/SFCM复合材料的维卡软化温度,而降低材料的熔体流动速率。DSC研究表明,SFCM可提高复合材料的熔融温度、结晶温度及结晶度。     

稀土钛偶联剂改性HGB对PP性能的影响

采用稀土钛偶联剂对空心玻璃微珠进行表面改性,通过熔融共混挤出法制备了聚丙烯(PP)/空心玻璃微珠复合材料,研究了复合材料的力学性能和结晶性能。结果表明,经过稀土钛偶联剂表面改性的空心玻璃微珠与PP的界面结合力显著提高,提升了复合材料的力学性能,并且使PP的结晶度增大。     

废旧硅橡胶粉改性聚丙烯的性能研究

用熔融共混法制备了聚丙烯/废旧硅橡胶粉(PP/SRP)复合材料,考察了SRP粒径、用量对复合材料力学性能、加工性能和热稳定性的影响,并研究了复合材料的形貌和结晶性能。结果表明:随着SRP用量的增加,复合材料的缺口冲击强度逐渐提高,而其拉伸强度和弯曲强度逐渐下降;SRP的粒径越小,复合材料的性能越好;SRP的加入抑制了PP的结晶,并有效提高了复合材料的热稳定性。     

PP/纳米氧化铈复合材料的结晶性能和力学性能研究

采用共混法制备了聚丙烯/纳米氧化铈(PP/nano-Ce O2)复合材料,研究了nano-Ce O2用量对PP/nanoCe O2复合材料结晶性能和力学性能的影响。结果表明:nano-Ce O2对PP具有明显的异相成核作用,提高了PP/nano-Ce O2复合材料的熔融温度和相对结晶度,其熔融温度提高了2~3℃,相对结晶度提高了4%~8%;PP/nano-Ce O2复合材料的断裂强度和屈服强度随着nano-Ce O2用量的增加先提高后降低,在nano-Ce O2用量为1份时达到最大值;复合材料的断裂伸长率和断裂功随着nano-Ce O2用量的增加逐渐下降,而其冲击强度随着nano-Ce O2用量的增加先提高后降低。     

改性埃洛石纳米管/聚丙烯纳米复合材料的制备与性能

采用KH-550硅烷偶联剂对HNTs进行表面改性,通过溶液共混法制备出了m-HNTs/PP纳米复合材料,并对其流变性能、结晶行为、热稳定性能及力学性能进行了深入研究。流变结果表明:m-HNTs/PP纳米复合材料为熔体假塑性流体,且剪切黏度随HNTs质量分数的增加而逐渐增加。DSC结果表明:复合材料的结晶温度呈现先增加后减小的趋势,但都高于纯PP的结晶温度。力学性能测试和TGA结果表明:加入适当质量分数的m-HNTs明显提高了PP基体的力学强度和热稳定性。     

硅灰石表面改性研究及应用

利用硅烷偶联剂KH570改性硅灰石,并用其填充聚丙烯制备复合材料(KW/PP)。通过比较水接触角考察了KH570用量、改性时间及改性温度对硅灰石表面改性效果的影响,并用红外光谱、扫描电镜对复合材料进行表征。结果表明:当KH570为硅灰石质量的4%,改性时间为2 h,改性温度为80℃时,改性效果最好。KW/PP复合材料的冲击强度与弯曲强度较纯PP有明显提高。     

聚丙烯／镧化合物改性超细碳酸钙复合材料的研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯/镧化合物改性超细碳酸钙(PP/UCaCO3-La^3 )和聚丙烯/超细碳酸钙(PP/UCaCO3)两种复台材料.力学性能测试表明：复合材料的冲击强度随着填料用量的增加先增后减，拉伸强度则递减.PP/UCaCO3-La^3 的冲击强度高于PP/UCaCO3，可提高至PP的3倍以上?透射电镜和扫描电镜分析表明：UCaCO3-La^3 在PP中具有很好的分散性，随着镧化合物用量的增加而进一步改善.DSC分析表明，UCaCO3-La^3 可显著提高复合材料的结晶温度和结晶度，结晶性能的改善是材料冲击强度提高的重要原因.热重分析结果表明：与UCaCO3相比，UCaCO3-La^3 对提高PP热稳定性的贡献更为显著.     

聚多巴胺表面修饰纳米二氧化硅对PP/POE复合材料性能的影响

利用多巴胺在固体表面氧化自聚合的特性,通过一种简便易行的方式制备了聚多巴胺表面修饰的纳米二氧化硅改性粒子PD-SiO_2。红外光谱测试表明,聚多巴胺在没有破坏纳米二氧化硅结构的前提下成功黏附其表面。将改性粒子PD-SiO_2与聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物(PP/POE)通过熔融共混的方式制备了具有亲水效果的高性能聚丙烯复合材料,并利用红外光谱分析、力学性能、接触角、DSC和扫描电镜(SEM)测试分别研究了复合材料的结构、力学性能、表界面性能、结晶性能和断面形貌。结果表面,PD-SiO_2的加入起到了明显的刚性粒子增强效果,提高了材料的刚性和韧性,提高了PP/POE复合材料的亲水性,降低了PP/POE复合材料的结晶温度,提高了结晶度。     

凹凸棒石/弹性体协同改性无规共聚聚丙烯性能

以无规共聚聚丙烯(PP–R)为基料,采用纳米凹凸棒石(APT)和聚烯烃弹性体(POE)协同改性,通过熔融共混法制备出PP–R/POE/APT三元复合材料,研究了APT和POE对PP–R材料的协同改性效果。升温淋洗分级检测结果表明,单纯添加弹性体POE对PP–R进行改性,增加了室温下可溶物的含量,让PP–R复合材料中的分子链分布更加均匀,进而能够增强PP–R材料在室温下的抗冲击性能。结晶性能测试结果表明,APT与弹性体POE协同改性效果比单纯添加弹性体POE的效果明显;添加了2% APT纳米粒子和20% POE弹性体组合后,提高了材料的熔融温度与结晶温度,同时细化了PP–R中的α晶型,有利于提高材料的韧性。     

赤泥填充改性聚丙烯的研究

采用湿法表面处理得到经硬脂酸、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂改性后的赤泥(RM),再用RM对聚丙烯(PP)进行共混改性,研究了表面处理剂种类及RM填充量对PP/RM复合材料的力学性能、结晶与熔融行为及热稳定性的影响。结果表明,当经钛酸酯偶联剂处理的RM填充量为20份时,PP/RM复合材料的综合性能最好,其拉伸强度与缺口冲击强度较纯PP分别提高了15.8%与42.1%。RM具有异相成核作用,提高了PP的结晶温度、熔点与结晶度,并促进β晶型的形成。RM的添加还提高了PP的热稳定性。     

石墨烯/聚丙烯纳米复合材料性能的研究

采用水合肼还原氧化石墨烯(GO)制备石墨烯(GE),通过熔融共混法制备GE/聚丙烯(PP)纳米复合材料,研究了GE的用量对PP结晶性能、力学性能以及热稳定性的影响。结果表明:GE能在PP基体中良好地分散。添加2.0份GE时,与纯的PP相比,纳米复合材料的结晶温度提高2.9℃,拉伸强度提高13.4 MPa,最大热分解温度上升了48.9℃。     

HGB的表面改性对PP／HGB复合材料力学性能和结晶性能的影响

采用KH550硅烷偶联剂和硝酸钕分别对空心玻璃微珠进行表面改性;熔融共混挤出法制备PP／HGB复合材料;研究复合材料的力学性能,并采用差示扫描量热法研究PP／HGB复合材料的非等温结晶过程。利用Jeziorny方程对PP和PP／HGB复合材料进行非等温结晶动力学的研究。结果表明：未经表面改性的HGB与PP的界面结合力差,复合材料的综合力学性能较差。HGB经过KH550和硝酸钕表面改性后,提高了与PP的界面黏结力,复合材料的力学性能得以提高,并且经过KH550和硝酸钕表面改性的HGB可以小幅提高复合材料的结晶度,但降低PP的结晶速率。     

PHA/TiO_2复合材料的结晶性能和力学性能研究

采用共混的方法制备了聚羟基脂肪酸酯/二氧化钛(PHA/TiO_2)复合材料,研究了TiO_2用量对PHA/TiO_2复合材料结晶性能和力学性能的影响。结果表明:TiO_2的加入对PHA/TiO_2复合材料具有明显的异相成核作用,使复合材料的熔融温度(T_m)和热焓(ΔH)均得到了不同程度的提升。随着TiO_2用量的增加,PHA/TiO_2复合材料的拉伸断裂强度和屈服强度均先增大后减小(且都在TiO_2用量为5%时达到最大值),而断裂伸长率和断裂功均呈先减小后增大趋势,冲击强度则先减小后增大。     

镧化物改性超细碳酸钙对聚丙烯结晶性能的影响

将超细碳酸钙粒子 (UCaCO3 )及表面覆盖了镧化物 (La3 + )的镧化物改性超细碳酸钙粒子 (UCaCO3 La3 + )与PP共混 ,制备了PP/UCaCO3 和PP/UCaCO3 La3 + 复合材料 ,并对复合材料的结晶性能进行了表征。结果表明 :UCa CO3 La3 + 的加入是诱导PP中 β晶型形成的原因 ;随着La3 + 用量的增多 ,β晶型越容易形成 ;微晶尺寸随着填料的加入有所增加 ,而晶胞参数变化不明显 ;各种填料均使PP的结晶温度和结晶度提高 ,结晶峰半峰宽变窄 ,尤以E试样变化最明显 ;PP的结晶度随着UCaCO3 La3 + 的用量先增后减 ,结晶成核作用则得到增强