协效剂对膨胀阻燃聚丙烯基木塑复合材料的阻燃增效研究

赋予木塑复合材料(WPC)的阻燃性能成为近年来该领域国内外的研究热点之一。本文通过两轮正交试验,研究8种常见的协效剂对膨胀型阻燃剂(IFRs,m(聚磷酸铵,APP)∶m(季戊四醇,PER)=2∶1)的阻燃增效作用,筛选出具有显著协效作用的协效剂组MgO/EG(可膨胀石墨)/SiO_2,其组成为m(MgO)∶m(EG)∶m(SiO_2)=1∶5∶5,其与IFRs的最佳配比为m(IFRs)∶m(MgO/EG/SiO_2)=1∶0.18,得到性能良好的阻燃型聚丙烯基木塑复合材料。通过热重分析(TGA)和锥形量热分析(CONE)评价IFRs及协效剂组对聚丙烯(PP)基木塑复合材料(WPC)热稳定性能和阻燃性能的影响。结果表明,IFRs及MgO/EG/SiO_2的加入可以有效提高WPC的热稳定性,WPC/IFRs/MgO/EG/SiO_2600℃的残炭率达到22.42%。WPC/IFRs的热释放速率峰(PHRR)、总热释放量(THR)和总烟释放量(TSP)相比于WPC分别降低了21.9%、8.7%和22%。MgO/EG/SiO_2的加入可以进一步提高IFRs的阻燃效率,WPC/IFRs/MgO/EG/SiO_2的PHRR和THR相比于WPC分别降低了33.0%和13.8%。     

原位固相接枝改性碳酸钙/聚丙烯复合材料的制备

用马来酸酐（MAH）在碳酸钙（CaCO3）表面引入双键,通过原位固相接枝法将聚丙烯蜡（PPW）化学键合在CaCO3表面,制得3种接枝率的CaCO3-MAH-PPW。 将这3种改性CaCO3填充聚丙烯（PP）制备复合材料,研究了PP/CaCO3界面作用对复合材料强度的影响。 结果表明,CaCO3表面经PPW接枝改性后在PP中的分散性提高,与PP相容性变好;随着改性CaCO3表面PPW接枝率的提高,CaCO3与PP之间界面作用逐渐增强。 当PPW接枝率为4.48 mg PPW/g CaCO3时,CaCO3与PP之间的界面作用最强,复合材料拉伸强度下降最小,杨氏模量提升最大,当m(PP)∶m(CaCO3)=100∶50时,杨氏模量达0.86 GPa,是纯PP的1.63倍;而PPW化学接枝率为2.49 mg PPW/g CaCO3时,CaCO3与PP之间的界面作用适中,复合材料缺口冲击强度提升最大,且当m(PP)∶m(CaCO3)=100∶10时,缺口冲击强度达3.91 kJ/m2,是纯PP的1.35倍。     

硬脂酸/异氰酸酯摩尔比对聚丙烯/木粉复合材料性能的影响

用甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）和硬脂酸（SA）复合改性木粉,在双螺杆挤出机中制备了聚丙烯（PP）基的木塑复合材料（WPC）,研究了SA/TDI摩尔比对木粉表面性能、复合材料力学性能和加工性能的影响。 结果表明,随着SA/TDI摩尔比的增大,改性木粉的表面张力逐渐减小,与PP的界面张力先减小后增大;与未改性的WPC相比,SA/TDI复合改性剂对WPC的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度影响不明显,但对无缺口冲击强度提升较大;当SA/TDI摩尔比为1.07时,复合材料的无缺口冲击强度和熔体质量流动速率分别达到9.74 kJ/m2和13.12 g/10 min,分别比未改性WPC提高了77%和22%。     

无机刚性粒子增韧聚丙烯的影响因素

简要介绍了无机刚性粒子对聚丙烯(PP)的增韧机理,并着重介绍了利用无机刚性粒子增韧PP时,PP基体、无机刚性粒子的性质及用量、无机刚性粒子在PP基体中的分散情况、无机刚性粒子与PP基体间的界面相互作用等因素对增韧效果的影响。     

铕(Ⅲ)-二苯甲酰甲烷-聚丙烯酸/聚(苯乙烯-丙烯酸)配合物及其性质研究

研究了铕(Ⅲ)和二苯甲酰甲烷(HDBM)形成的有机配体NaEu(DBM)4与聚丙烯酸(PPA)(Mr=5000)、聚(苯乙烯-丙烯酸)(PSAA)(Mr=3000)发生配位反应分别得到配合物Eu(Ⅲ)-DBM-PAA和NaEu(Ⅲ)-DBM-PSAA,得率分别为89.7％和87.3％。红外光谱、紫外光谱、X光电子能谱的测试表明了Eu3 分别与PAA,PSAA和DBM-发生配位。元素分析和电导率测定结果证明了一个Eu3 分别与PAA中二个链节或PSAA中三个链节的羧基和一个DBM-发生配位。Eu3 离子在配合物Eu(Ⅲ)-DBM-PAA和NaEu(Ⅲ)-DBM-PSAA中的质量分数分别为28.46％和12.23％。荧光光谱表明,常温下配合物在紫外光下发出强的红光,主要是Eu3 离子的5D0→7F2的能级跃迁。     

不同改性剂对聚丙烯/碳酸钙复合材料性能的影响

以马来酸酐(MAH)、聚丙烯蜡(PPW)为主要原料,采用原位固相接枝改性法制得PP/CaCO3-MAH-PPW复合材料,并与添加相容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)所制得的PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料进行比较。结果表明,CaCO3良好的分散性及其与PP基体适宜的界面粘接是复合材料具有较好韧性的关键因素。与PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料相比,PP/CaCO3-MAH-PPW复合材料表现出更佳的冲击、弯曲和加工性能,当m(PP)∶m(CaCO3)=100∶20时,材料缺口冲击强度达到最大值,是基体树脂的1.19倍。     

聚苯胺/纳米二氧化锰复合材料Ⅱ.形貌表征

通过先用过硫酸铵引发苯胺的聚合,然后再将纳米二氧化锰(nm-MnO2)加入过硫酸铵和苯胺的反应体系中。原住制备了导电聚苯胺／纳米二氧化锰复合材料(PANL／nm-MnO2),并有效地避免了nm-MnO2在苯胺氧化聚合中的消耗。扫描电镜和透射电镜显示复合材料中nm-MnO2为聚苯胺所包裹。X射线衍射研究表明,在复合材料制备过程中nm-MnO2的晶型未发生变化,在复合材料中聚苯胺为非晶相结构。     

聚苯胺/纳米二氧化锰复合材料Ⅰ.原位氧化合成制备

用固相合成法制备了纳米二氧化锰(nm-MnO2),并通过原位聚合法制备了聚苯胺／纳米二氧化锰复合材料。研究结果表明：在苯胺／nm-MnO2的盐酸反应体系中,nm-MnO2可以使苯胺氧化聚合。在一定的nm-MnO2用量下,聚苯胺的产率随苯胺添加量的增加而下降,nm-MnO2在产物中的含量也随之下降,且含量很低。在苯胺：／nm-MnO2／过硫酸铵的反应体系中,研究了Nm-MnO2通过两种不同的加料方式原位制备PA-NI／nm-MnO2复合材料的合成条件。第一种方式为nm-MnO2和过硫酸铵同时与苯胺混合,一起参与苯胺的氧化聚合。第二种方法是先将过硫酸铵和苯胺混合,3min后再将nm-MnO2加入反应体系中。研究表明：第一种加料方式得到的队NI／nm-MnO2中nm-MnO2的含量很低;第二种加料方式可以得到高nm-MnO2含量(w=0．14-0．73)的产物,其电导率约10^-4S／cm。     

PP-g-(MAH/St)和PP-g-MAH对聚丙烯/木粉复合材料性能的影响

在转矩流变仪中用熔融接枝法制备马来酸酐(MAH)和苯乙烯(St)接枝聚丙烯（PP）-PP-g-(MAH/St)和PP-g-MAH,将其作为聚丙烯/木粉复合材料的相容剂。 FTIR证实MAH和St单体与PP发生接枝反应。 用SEM和DSC等手段考察两种相容剂对PP/木粉复合材料微观形貌和结晶性能的影响,探索了各种PP/木粉复合材料加工和力学性能不同的内在原因。 SEM显示,PP-g-(MAH/St)改性木粉比PP-g-MAH改性木粉在PP基体中分散性更佳,木粉与PP的界面更加模糊,相容性进一步改善。 DSC结果表明,PP-g-(MAH/St)改性体系可增强木粉对PP的异相成核作用,提高结晶温度和结晶度。 复合材料的加工和力学性能测试结果表明,PP-g-(MAH/St)改性效果明显优于PP-g-MAH。 复合材料的熔体质量流动速率随相容剂用量的增加而逐步下降,PP-g-(MAH/St)改性体系拉伸强度和弯曲强度却逐步上升,并在相容剂用量为4.8 g/100 g PP时达到极值。 此时其拉伸强度达40.62 MPa,分别是未改性体系和PP-g-MAH改性体系的1.29和1.17倍;其弯曲强度达45.72 MPa,分别是未改性体系和PP-g-MAH改性体系的1.23和1.59倍;而无缺口冲击强度却在相容剂用量为3.6 g/100 g PP时达到极值13.35 kJ/m2,分别是未改性体系和PP-g-MAH改性体系的1.62倍和1.42倍。     

聚合物基无机纳米复合材料的制备方法Ⅰ.原位生成法

无机纳米颗粒因其巨大的表面能有很强的团聚趋势,用常规复合方法难以制得聚合物基无机纳米复合材料。本文对聚合物基无机纳米复合材料的复合形式和制备方法进行了探讨,分为两篇对原位生成法,直接分散法,同时形成法的原理和方法进行综论。本篇主要讨论原位生成法的基本原理,关键技术和制备过程。