相容剂对聚丙烯/纳米黏土复合材料抗熔垂性能影响的研究

在双螺杆挤出机上制备了相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)改性的聚丙烯(PP)纳米黏土复合材料。通过XRD测试和杭熔垂性能测试研究了PP-g-MAH对复合材料杭熔垂性能的影响。研究表明:PP-g-MAH的性能和用量对复合材料的插层结构有一定影响,进而影响到复合材料的杭熔垂性能.其中,采用熔体流动辣率小、接枝率低的PP-g-MAH所得到的纳米黏土复合材料的杭熔垂性能相对较奸,但PP-g-MAH的含量不宜过高。插层结构的黏土片层的层间距与复合材料杭熔垂性能存在一定关联,PP纳米黏土复合材料中存在最利于材料杭熔垂性能捍高的插层结构,层间距为2. 90-3. 10 nm的插层结构对应的复合材料的杭熔垂能力较好     

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/黏土纳米复合材料结构及流变性能研究

采用固相法对黏土进行插层改性,制备有机黏土,再与聚丙烯熔融共混,成功制备聚丙烯/有机黏土纳米复合材料。XRD和TEM测试均表明:固相法改性黏土可以与聚丙烯形成结构为插层型和剥离型共存的纳米复合材料。利用动态流变仪研究纳米复合材料的加工流变性能,结果显示,有机黏土的加入有效地改善了聚丙烯的加工流变性能。     

黏土及界面剂对乳液插层法天然橡胶纳米复合材料结构与性能的影响

采用乳液插层法制备了黏土/天然橡胶(NR)纳米复合材料,考察了蒙脱土(MMT)、累托石(REC)2种黏土和用界面剂等量替代NR的方式对复合材料微观结构及性能的影响.结果表明,在2种纳米复合材料中,大部分MMT和REC均以纳米片层结构分散在橡胶基体中,与REC片层相比,MMT片层边界模糊且稍微有些弯曲,且层间距变化较大,...     

高密度聚乙烯/黏土纳米复合材料的研究进展

主要论述了高密度聚乙烯(PE-HD)/黏土纳米复合材料的制备因素对结构形态的影响及其性能的研究进展。当前的研究表明,黏土有机化处理和使用相容剂能改善材料的插层和剥离结构;PE-HD基体对结构的影响比较复杂,一方面,随着聚合物相对分子质量的增加,聚合物分子链的尺寸增加,分子链长的聚合物更难进入到黏土夹层间,不利于黏土的剥离;另一方面,黏度随相对分子质量的增加而增加,黏度的增加在熔融加工过程中可提高熔体的剪切力,有利于聚合物进入堆叠的纳米黏土层间,使得片层分离而达到剥离结构;黏土加入量过高不利于得到剥离结构;在加工工艺上,母料法比直接混合法得到的插层效果好,选择合适的设备、对螺杆进行优化设计以提高剪切效果,有利于得到插层和剥离结构的PE-HD/黏土纳米复合材料。PE-HD/黏土纳米复合材料的性能研究表明,由于黏土没达到完全剥离和均匀分散,纳米复合材料的脆性增加,韧性降低,且随黏土含量的增加脆性增加,这与PE-HD和黏土界面相间的相互作用密切相关;黏土粒子分散程度越高,其与熔体接触面积越大,PE-HD分子链运动受阻,材料弹性提高;纳米复合材料中黏土层作为二维异向成核剂,可以提高材料的结晶速率,使结晶温度升高,黏土含量过大会降低结晶度;黏土分散不均会造成复合材料的气体渗透性降低;一方面,片层的阻透效应可提高材料热稳定性,另一方面,有机改性黏土的催化作用又会使PE降解而降低其热稳定性,当黏土含量适中时,黏土片层均匀分散,阻透性能起主要作用,但随着黏土含量的增加,催化作用迅速加强并成为主要因素,使复合材料热稳定性降低;此外,燃烧过程中形成焦烧物可提高PE-HD/黏土纳米复合材料的阻燃性。     

复配改性黏土/丁腈橡胶纳米复合材料的结构及性能

用不同阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配改性无机黏土,制备了有机改性黏土/丁腈橡胶(NBR)纳米复合材料,并表征了有机黏土与纳米复合材料,考察了不同表面活性剂及配比对纳米复合材料物理机械性能的影响。结果表明,CTAB/SDS复配改性黏土/NBR纳米复合材料的层间距比CTAB改性黏土/NBR纳米复合材料增加了1.15 nm,具有更多的插层结构,橡胶基体中黏土颗粒分布细致、均匀,且黏土片层间无聚集体存在;CTAB/SDS复配改性黏土/NBR纳米复合材料的物理机械性能优于CTAB/SDBS复配改性黏土/NBR纳米复合材料及CTAB改性黏土/NBR纳米复合材料,且当CTAB/SDS(质量比)为4∶2时,纳米复合材料的拉伸强度、撕裂强度及扯断伸长率出现最大值,其中,拉伸强度和撕裂强度较CTAB改性黏土/NBR纳米复合材料分别提高了62.7%和12.3%。     

有机粘土/聚烯烃弹性体纳米复合材料的结构与性能

采用熔体插层法制备有机粘土/聚烯烃弹性体(POE)纳米复合材料,研究有机粘土起始片层间距及用量对复合材料结构与性能的影响.结果表明:POE分子链插层进入有机粘土片层之间形成插层结构,并且有机粘土起始层间距越大,所制备纳米复合材料的物理性能越好.随着有机粘土用量的增大,有机粘土/POE纳米复合材料物理性能逐渐提高.     

固相法插层改性黏土在PP中的应用

采用固相法对黏土进行有机化插层改性制备有机黏土,再通过熔融插层法制备聚丙烯(PP)/有机黏土纳米复合材料。有机黏土在PP中的层间距由原来的4.07 nm扩大到5.84 nm,PP分子链成功插入到固相法改性的黏土中,形成纳米复合材料。PP/有机黏土纳米复合材料的结晶温度由112.9℃提高119.6℃,熔融过程、熔点及结晶度没有明显变化。PP/有机黏土纳米复合材料的力学性能优于PP/钠基黏土复合材料,有机黏土的质量分数在3%-5%时,纳米复合材料的力学性能最佳。     

硫化方法对橡胶/黏土纳米复合材料黏土片层分散状态的影响

通过熔体插层法以及常压硫化法制备了橡胶/黏土纳米复合材料,并与模压硫化法制备的复合材料进行了对比,研究了硫化方法对橡胶/黏土纳米复合材料微观分散状态的影响。结果表明:采用熔体插层法制备的橡胶/黏土混合物,其受限状态的橡胶大分子链在高温、高压条件下,在黏土片层之间处于一种热力学不稳定状态;模压处理会对橡胶/黏土混合物的分散状态产生不利影响。透射电子显微镜和X光衍射分析表明,采用模压硫化、常压硫化得到的丁基橡胶或丁苯橡胶/黏土纳米复合材料中黏土片层的微观分散状态不同;排除压力的影响,常压硫化有利于提高橡胶/黏土纳米复合材料中黏土片层的分散程度。     

高性能橡胶/黏土纳米复合材料的制备与结构

研究了硬脂酸(SA)处理有机黏土(OC)制备橡胶/黏土纳米复合材料的结构与性能,并与未处理的OC制备的纳米复合材料进行了对比。结果表明,SA上的—COOH与OC片层表面的—OH发生了酯化反应,促使SA插层进入OC层间,使层间距扩大。采用SA处理OC制备出分散相态细致均匀、力学性能优异的丁腈橡胶/黏土(NBR/SA-OC)纳米复合材料;当OC与SA的质量比为10∶6时,纳米复合材料的性能最优。用带有极性和反应官能团的橡胶制备橡胶/黏土纳米复合材料,OC的分散性更好,与未处理的OC制备的纳米复合材料相比力学性能更优。     

PP-g-MAH对SEBS/PP/MH/EG阻燃复合体系结构与性能的影响

在氢氧化镁(MH)与可膨胀石墨(EG)复配阻燃石蜡油改性苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)/聚丙烯(PP)共混物(O-SEBS/PP)体系中,用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)增容,研究其对O-SEBS/PP/MH/EG阻燃复合体系结构和性能的影响。结果表明:以一定量的PP-g-MAH代替基体中的PP增容后,复合材料在保持UL94垂直燃烧V-0级的同时,拉伸强度(σmax)与100%定伸强度(σ100)随着PP-g-MAH用量的增加而增大,在质量分数为6%时,分别为13.4 MPa和9.0 MPa,较未添加PP-g-MAH时分别提高13.6%和76.5%;撕裂强度则下降4.0%。复合材料的毛细管流变实验和淬断面扫描电子显微照片分析表明:PP-g-MAH的加入改善了复合材料中MH、EG与O-SEBS/PP共混物基体间的界面黏合力,提高了相容性。     

增容剂对PP/PP-g-MAH/CaCO_3复合材料性能与形态的影响

采用熔融混合法制备了PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料,并利用万能试验机、差示扫描量热仪(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)分析了PP-g-MAH含量对PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料力学性能、结晶性能与界面形态的影响。结果表明:随着增容剂PP-g-MAH含量的增加,PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料的拉伸强度从25.7 MPa增加到32.0 MPa,弯曲强度从34.7 MPa增大到41.2 MPa;结晶温度则先增大后逐渐减小,当PP-g-MAH含量为2%时结,晶温度为123.9℃,结晶度为44.7%;而断裂伸长率和冲击强度逐渐减小。     

玻纤毡增强聚丙烯复合材料的增容及力学性能

通过玻璃纤维(GF)毡与双螺杆挤出相容剂改性聚丙烯(PP)膜的多层叠合,以熔融浸渍法制得PP基GF毡增强热塑性塑料(GMT)复合材料,研究了相容剂PP接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和PP接枝丙烯酸(PP-g-AA)的用量(为PP基体质量的百分数)及其复配改性,以及相容剂改性PP基体分布和毡体种类对GMT力学性能的影响。结果表明,PPg-MAH可明显提高GMT的拉伸与弯曲性能,但降低了冲击性能;PP-g-AA可明显提高GMT的冲击性能,但不利于拉伸与弯曲性能的提高,只有当PP-g-AA用量超过5%后,拉伸性能才有所提升。在PP-g-MAH用量为3%的条件下,将其与不同用量的PP-g-AA进行复配改性没有对GMT力学性能产生协同作用。在各相容剂用量相近(3%~3.5%)的情况下,与相容剂复配改性GMT相比,以两层PP-g-AA改性PP为芯层、PP-g-MAH改性PP为上下表面层作为改性基体分布时,GMT拉伸与弯曲强度分别提高17%和27%、缺口冲击强度提高48%;而以两层PP-g-MAH改性PP为芯层、PP-g-AA改性PP为上下表面层作为改性基体分布时,在不损失强度与刚性的同时,缺口冲击强度提高了88%。采用连续GF毡的GMT力学性能比采用短切GF毡的GMT高,尤其是缺口冲击强度提高了89.6%。     

相容剂对PP/PA6/nano-CaCO_3三元复合材料性能的影响

分别以PP-g-MAH和POE-g-MAH为相容剂,制备了聚丙烯/尼龙6/纳米碳酸钙(PP/PA6/nano-CaCO3)三元复合材料。研究了不同相容剂对PP/PA6/nano-CaCO3复合材料力学性能和微观结构的影响,确定了最佳相容剂及其用量。结果表明:相容剂对PP/PA6/nano-CaCO3复合材料具有良好的界面改性效果,其中POE-g-MAH的改性效果较佳。     

An investigation on the influence of filler loading and compatibilizer on the properties of polypropylene/marble sludge composites

In this article, polypropylene reinforced marble sludge (PP/MS) was prepared, and the effects of MS loading and polypropylene-g-maliec anhydride (PP-g-MAH) as compatibilizer on density, melt flow index (MFI), and mechanical properties of PP/MS composite were investigated. Our studies show that tensile strength, flexural strength and tensile modulus increased with increasing the MS loading but tensile strength increased till 30 pph of MS further addition of MS in PP composites decreased the strength. The % elongation at break and Izod Impact Strength decreased with increasing of MS loading. Studies revealed that PP/MS composites containing PP-g-MAH enhance the properties compared to without compatibilizer.     

PP-g-MAH和PP-g-GMA增容PP/PA6共混体系的研究

将自制的PP—g—MAH（聚丙烯接枝马来酸酐）及PP—g—GMA（聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯）作为PP／PA6共混体系的相容剂，研究了加入聚丙烯接枝物后PP，PA6塑料合金的各种力学性能及形态结构。结果表明：在PP／PA6共混物中加入PP—g—MAH后，共混物的力学性能得到明显的提高．添加PP—g—MAH对不同比例PP／PA6共混物力学性能的影响不同；用PP—g—MAH和PP—g—GMA两种接枝物共同作为相容剂加入到PP／PA6共混物中比单独使用一种的效果要好。共混物的SEM照片表明。PP—g—MAH是PP／PA6共混物的有效增容剂。     

PP-g-MAH增容改性木粉/PP复合材料的性能研究

以马来酸酐接枝聚丙烯 (PP-g-MAH) 为相容剂,聚丙烯 (PP) 为基体,通过熔融共混法制备了木粉/PP复合材料。研究了 PP-g-MAH 用量对复合材料力学性能及吸水性能的影响; 采用扫描电镜 (SEM) 观察了复合体系的冲击断面形貌。结果表明: 当 PP-g-MAH 的质量分数为 4%时,可以提高添加 35 份木粉复合材料体系的拉伸强度及弯曲强度,比未添加相容剂的分别提高了 49.4%和 16%,而缺口冲击强度仅下降了 9%。SEM 观察证实: PP-g-MAH 的加入有利于提高木粉与 PP 基体的界面相互作用。从吸水率来看,木粉/PP 复合材料的吸水率保持在 0.22% 以下,远低于纯木材。     

高韧性高强度聚丙烯复合材料的研究

研究了自制的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和马来酸酐、苯乙烯接枝聚丙烯(PP-g-MAH-g-St)2种增容剂对聚丙烯/聚烯烃弹性体/玻璃纤维(PP/POE/GF)复合材料力学性能的影响,利用扫描电子显微镜观察了试样断口形貌。结果表明,2种增容剂均显著改善了GF与PP基体的界面粘结强度,从而提高了复合材料的力学性能;就2种增容剂的效果而言,PP-g-MAH-g-St的增容效果远优于PP-g-MAH。当PP-g-MAH-g-St的质量分数为8%时,PP/POE/GF/PP-g-MAH-g-St复合材料的综合性能已接近常用工程塑料的性能。     

聚丙烯/接枝物/蒙脱土纳米复合材料的制备

采用熔融插层法制备聚丙烯／接枝物（PP－g－MAH）／有机蒙脱土（org-mont）纳米复合材料，用X射线衍射法（XRD）检测复合材料层间距的变化，用示差扫描量热法（DSC）研究其非等结晶动力学，并考察了纳米复合材料的力学性能。结果发现，非极性PP大分子链很难直接插入蒙脱土片层，引入适量的接枝物是制备聚丙烯基纳米复合材料的关键。适当用量的蒙脱土和接枝物可使PP的结晶温度和结晶速率提高，分别在10％、20％时出现最大值。随接枝物用量的增加，纳米复合材料拉伸强度先增加后减小，10％时最大，比纯PP增加了14％，“V”缺口冲击强度和纯PP相近。可以得出，org-mont含量为2％，接枝物含量为10％时，纳米复合材料的综合性能最佳。     

增容作用对PP/PA6原位微纤复合材料形貌及性能的影响

以马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）为增容剂,采用熔融挤出?热拉伸法制备了聚丙烯（PP）/聚酰胺6（PA6）/PP-g-MAH原位微纤复合材料。研究了复合材料的微观相形态以及结晶、流变和力学性能。结果表明,加入0.5 %（质量分数,下同）的PP-g-MAH有利于大长径比PA6微纤的形成;而当PP-g-MAH的含量继续增加时,相界面相容性的提高反而阻碍了微纤的生成;加入0.5 % PP-g-MAH的PP/PA6原位微纤复合材料在动态流变特性中呈现出很强的弹性响应,并且其结晶和力学性能显著改善。