聚合物熔体黏度对炭黑/PP/HDPE复合材料导电性能的影响

采用转矩流变仪将质量分数为3%的导电炭黑(CB)分别添加到由熔体黏度不同的3种聚丙烯(PP)和3种高密度聚乙烯(HDPE)两两混合组成的共混物中,制备出9种不同的CB/PP/HDPE导电复合材料。在双逾渗理论的基础上,研究了两种聚合物的黏度对复合材料双逾渗过程及其导电性的影响。结果表明,CB/PP/HDPE体系中聚合物的熔体黏度主要是通过影响CB在两种基体中的分布以及CB富集相的微观形貌而分别影响复合材料的两次逾渗过程,从而改变材料的导电性。另外,研究发现在CB/PP/HDPE体系中,PP相对于HDPE的熔体黏度越高,则形成的复合材料导电性越好。     

不同剪切速率下β成核剂的熔融自组装行为及其对聚丙烯结晶行为的影响

采用哈克旋转流变仪制备了聚丙烯(PP)/芳酰胺类β成核剂(TMB-5)样品,并通过偏光显微镜(PLM)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和广角X-射线衍射仪(XRD)研究了在加工过程中不同转子旋转速率对TMB-5形态和PP晶体结构的影响。结果表明:旋转速率不改变TMB-5对PP的成核效应,但可显著促进TMB-5在PP熔体中的分散及溶解。在低转速(5~10 r/min)时,TMB-5以点状形态分散在PP熔体中。然而,随着旋转速度的增加,TMB-5的形态结构从点状转变为纤维状。当转速达到80 r/min时,大量纤维状结构的TMB-5在PP熔体中形成,进而诱导PP产生结晶,形成各向异性的β晶。这种取向晶体兼具β晶和串晶的优点,对制备高强、高韧的PP制品具有重要意义。     

自组装成核剂TMB-5对HDPE晶体结构与结晶行为的影响

将自组装成核剂TMB-5应用于高密度聚乙烯(HDPE)的晶体结构调控,以提高HDPE制品的力学性能。通过偏光显微镜(POM)、XRD和DSC分析,研究了TMB-5在HDPE基体中的自组装行为,及其对HDPE结晶行为和晶体结构的影响。结果表明:TMB-5可在HDPE中发生自组装,且自组装行为与TMB-5的溶解度相关。在180、230和250℃三个最高加热温度下,TMB-5可分别自组装形成颗粒状、纤维状和三维树枝状结构,进而诱导HDPE以TMB-5为模板,生长成与模板相同的晶体形态。此外,加入TMB-5可使HDPE的结晶温度和结晶起始温度升高1~2℃,并使其晶粒细化、晶粒尺寸分布变宽,结晶度由66%提高至79%。     

硫酸钙晶须/TMB-5 复合成核剂改性聚丙烯的结晶和熔融行为研究

采用硅烷偶联剂(KH-550)对硫酸钙晶须进行表面改性,对改性前后硫酸钙晶须的结构进行了红外光谱表征,运用差示扫描量热仪研究了β成核剂(TMB-5)、改性后的硫酸钙晶须(K-CSW)及K-CSW/TMB-5复合成核剂改性聚丙烯(PP)的结晶和熔融行为,并着重研究了K-CSW与TMB-5在PP中的协同成核改性效果。结果表明,硅烷偶联剂已成功偶联于硫酸钙晶须的表面,K-CSW可有效促进PPβ晶型的形成,且K-CSW与TMB-5在PP中具有明显的协同成核效果,对PP结晶峰温度和β晶成核能力的提升也更加显著;当PP中TMB-5添加量为0.2%(质量分数,下同)、KCSW添加量为2%时,改性后PP中β晶的相对含量高达90.1%,结晶峰温度从纯PP的122.3℃升高至127.2℃。     

PP／HDPE复合材料ECAE加工后的结构与性能

研究了不同共混配比的PP/HDPE复合材料经等通道转角挤压(ECAE)加工后的结构与性能。结果表明,PP/HDPE复合材料经ECAE加工后产生取向,形成各向异性结构;当HDPE质量分数在10%时,ECAE加工可增加PP/HDPE复合材料两组分的界面粘结,导致其冲击强度显著提高;当HDPE质量分数为30%和50%时,ECAE加工可使复合材料两相间的接触面积增加,结合较紧密,但界面粘结仍然较弱,因此其冲击强度提高较小。     

非对称同向双螺杆挤出机加工PP/HDPE/POE共混复合材料的研究

首先分别采用两种不同的同向双螺杆挤出机(新型非对称同向双螺杆挤出机以及传统双螺杆挤出机),制备了聚丙烯/高密度聚乙烯(PP/HDPE)共混复合材料,通过试样力学性能以及微观结构形貌对其加工过程进行了表征。然后采用新型非对称同向双螺杆挤出机进一步制备出了PP/聚烯烃弹性体(POE)、PP/HDPE/POE共混复合材料,分析了HDPE及POE用量对复合材料力学性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察了共混复合材料的表面微观结构形貌。结果表明:新型非对称同向双螺杆挤出机具备更好的分布、分散混合能力,所加工共混复合材料的分散相颗粒粒径分布更加集中,粒径也更小;HDPE和POE对PP有良好的协同增韧作用,当PP、HDPE、POE的质量比为68:17:15时,PP/HDPE/POE共混体系的综合性能最佳。     

POE和成核剂协同增韧聚丙烯的研究

研究了乙烯-辛烯共聚物(POE)和β-成核剂TMB-5协同增韧聚丙烯(PP)的作用效果,通过对比相同比例的PP/POE和PP/POE/TMB-5共混物对熔体流动性、拉伸屈服强度和低温下缺口、无缺口冲击强度的影响,发现加入成核剂TMB-5确实能够协同POE增韧PP,使低温下的缺口冲击强度显著提高;SEM研究表明,POE以约2μm平均球径均匀地分散在PP连续相中;DSC和WAXD研究表明,TMB-5能够使PP的部分α晶型转变为β晶型,从而协助POE增韧PP。     

废旧胶粉/聚丙烯/环氧树脂复合材料的结构和性能研究

制备废旧胎面胶粉(WRP)/聚丙烯(PP)/环氧树脂(EP)复合材料,并研究EP用量对复合材料结构和性能的影响。结果表明,EP的交联网络与WRP分子链形成互穿网络结构,增大了WRP/PP/EP复合材料的交联程度。随着EP用量的增大,WRP/PP/EP复合材料的拉伸强度和拉断伸长率先增大后减小,在EP用量为0. 3份时达到最大值;熔体流动速率降低;凝胶质量分数增大。添加EP后,WRP相与PP相的玻璃化温度逐渐接近,两者的相容性提高;WRP相的热质量损失速率减小,PP相的热质量损失速率增大;复合材料的断面变得平滑,孔洞减少,界面相容性提高,EP用量为0. 3份时WRP相与PP相的相容性最好。     

废旧胶粉/聚丙烯/环氧树脂复合材料结构和性能的研究

制备废旧胎面胶粉(WRP)/聚丙烯(PP)/环氧树脂(EP)复合材料,并研究EP用量对复合材料结构和性能的影响。结果表明,EP的交联网络与WRP分子链形成互穿网络结构,增大了WRP/PP/EP复合材料的交联程度。随着EP用量的增大,WRP/PP/EP复合材料的拉伸强度和拉断伸长率先增大后减小,在EP用量为0. 3份时达到最大值;熔体流动速率降低;凝胶质量分数增大。添加EP后,WRP相与PP相的玻璃化温度逐渐接近,两者的相容性提高;WRP相的热质量损失速率减小,PP相的热质量损失速率增大;复合材料的断面变得平滑,孔洞减少,界面相容性提高,EP用量为0. 3份时WRP相与PP相的相容性最好。     

HDPE/石墨导热复合材料流变行为研究

制备了高密度聚乙烯(HDPE)/石墨导热复合材料,研究了该复合材料在毛细管流变仪中的流变行为。结果表明:该HDPE/石墨复合材料熔体在毛细管流变仪中的流动为非牛顿型流动,遵从假塑性流体的流动规律。随着石墨用量的增加,复合材料熔体的真实黏度、黏流活化能增大,非牛顿指数呈减小的趋势;随着剪切速率的增加,复合材料熔体的真实黏度和黏流活化能则均有所减小;而随着温度的升高,复合材料熔体的非牛顿指数呈增大的趋势。     

HDPE/云母复合材料的流动性能

制备了云母填充高密度聚乙烯(HDPE)复合材料(云母质量分数分别为5%,10%,15%)。在温度为463~493K和载荷为10.0~17.5kg的条件下,测定了HDPE/云母复合材料的熔体体积流动速率(MVR)和密度。结果发现,MVR随着云母质量分数的增加而呈线性减小;MVR对温度的依赖性符合Arrhenius方程;MVR随着载荷的增加而提高,两者之间关系服从幂律;熔体密度与云母质量分数呈近似线性函数关系,且随着温度的升高而减小,随着载荷的增加而提高。     

HDPE对共聚PP/CaCO3高填充复合材料的增韧

以双螺杆挤出机制备了高密度聚乙烯(HDPE)增韧共聚聚丙烯(PP)/CaCO3(质量比50.0/50.0)高填充复合材料,并对其增韧机制进行了探讨.结果表明:在共聚PP/CaCO3高填充复合材料中添加1.5份的HDPE,可使其缺口冲击强度提高46%;共聚PP与HDPE之间的良好浸润性使界面处大分子的相互渗透得以增强;在外力作用下,共聚PP/CaCO3/HDPE高填充复合材料中的HDPE颗粒与共聚PP基体之间发生脱黏并诱发周围基体发生强烈塑性形变,使断面撕裂带细化并吸收更多冲击能量.     

聚甲醛共混物及复合材料挤出胀大行为的研究

采用共混方法制备了聚甲醛(POM)/高密度聚乙烯(HDPE)共混物和POM/HDPE/纳米碳酸钙(nano-CaCO3)复合材料,在温度(T)为170~220℃和载荷(F)为1.2~12.5 kg的条件下,应用流动速率仪考察了温度、载荷及HDPE用量(φ)等对共混物和复合材料熔体挤出胀大行为的影响。结果表明,复合材料的挤出胀大比(B)随着温度的升高而近似线性下降;挤出胀大比随着载荷的增加而非线性提高;挤出胀大比随着HDPE用量的增加而提高,两者间呈非线性关系。     

POE/HDPE/PP三元复合材料的形貌和力学性能研究

用熔融共混法制备了高密度聚乙烯/聚丙烯(HDPE/PP)和乙烯-辛烯弹性体/高密度聚乙烯/聚丙烯(POE/HDPE/PP)复合材料。通过冲击、弯曲和拉伸测试研究了复合材料的力学性能,采用扫描电镜(SEM)观察了材料的形貌。结果表明,由于HDPE和PP的相容性有限,限制了HDPE对PP综合力学性能的提高;通过添加POE,能改善HDPE/PP共混物的相容性,使HDPE/PP复合材料在保持较高弯曲和拉伸性能的前提下,抗冲击性能获得明显提高。当HDPE/PP的含量比为12/88和POE含量为8wt%时,POE/HDPE/PP三元复合材料的综合力学性能较好。     

改性剑麻纤维含量对聚丙烯性能的影响

研究了偶联处理后的剑麻纤维(SF)对聚丙烯(PP)性能的影响,以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)作为界面相容剂,制备了PP/SF/PP-g-MAH复合材料,考察了改性SF含量对PP/SF/PP-g-MAH复合材料流动性能、热性能、燃烧性能和力学性能的影响。结果表明,当SF含量由零增加到30%(质量分数,下同)时,PP/SF/PP-g-MAH复合材料的熔体流动速率降低了3.1g/10min,维卡软化温度升高了5.1℃,拉伸强度升高了6.0MPa,弯曲强度升高了20.7MPa,缺口冲击强度降低了3.1kJ/m~2,无缺口冲击强度降低了60kJ/m~2。     

EVA对Mg(OH)_2/PP/HDPE复合材料的性能影响研究

将Mg(OH)2用硬脂酸进行表面改性后,利用熔融共混法制备Mg(OH)2/聚丙烯(PP)/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料,并在复合材料制备过程中添加少量乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)。研究了EVA含量对复合材料性能的影响,采用综合热分析仪及扫描电子显微镜分析了复合材料热性能和微观形貌。结果表明,EVA添加5%时,复合材料冲击强度达到52.4 kJ/m2,熔体质量流动速率达到2.90 g/10min,且熔体流动活化能降低到30.94 kJ/mol,复合材料的热稳定性得到提高。     

动态固化聚丙烯／马来酸酐接枝聚丙烯／滑石粉／环氧树脂复合材料研究

将动态硫化技术应用于热塑性树脂／填料／热固性树脂复合体系，制备了动态固化聚丙烯(PP)／马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)/滑石粉(Talc)／环氧树脂(EP)复合材料。研究了动态固化PP／PP-g-MAH/Talc／EP复合材料的界面作用、形态结构、力学性能以及热稳定性。实验结果表明：PP／PP-g—MAH的加入，可明显增加PP/Talc复合材料的界面作用。在动态固化PP／PP-g-MAH/Talc／EP复合材料中，PP和Talc两相界面更加模糊，动态固化EP进一步增加了PP和Talc间的界面作用。当EP的用量超过5份时，部分EP呈颗粒状分布在PP基体中。与PP／PP-g-MAH/Talc／EP和PP／PP-MAH-Talc／EP复合材料相比，动态固化PP／PP-g-MAH/Talc／EP复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲模量均有明显提高。当EP用量超过5份时，复合材料的冲击强度和断裂伸长率明显降低，但拉伸强度和弯曲模量继续增加。热分析表明动态固化PP／PP-g-MAH/Talc／EP复合材料具有较高的热稳定性。     

固相力化学技术制备HDPE／PP的增容剂增容效果研究

采用固相力化学技术,使聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)发生力化学反应,制备了对PP、HDPE具有显著增容效果的复合粉体.研究了复合粉体共研磨次数、填充量对HDPE/PP复合材料力学性能的影响.研究表明,加入力化学制备的复合粉体可显著提高HDPE/PP复合材料的力学性能,当加入质量分数为10%的增容粉体时,共混材料的断裂伸长率由常规熔融共混试样的18.3 kJ/m2提高至22.3 kJ/m2.差示量热扫描分析(DSC)及扫描电子显微镜(SEM)研究表明加入力化学制备的复合粉体可显著改善HDPE和PP的相容性.     

轻质碳酸镁/聚合物复合材料的研制

采用硬脂酸对轻质碳酸镁进行表面改性,再将改性后的轻质碳酸镁分别加入PP和HDPE中,制备出相应的轻质碳酸镁/PP和轻质碳酸镁/HDPE复合材料。为改善复合材料的力学性能,将POE加入到轻质碳酸镁/PP和轻质碳酸镁/HDPE复合材料中,制备出相应的轻质碳酸镁/PP/POE和轻质碳酸镁/HDPE/POE复合材料。探讨了硬脂酸用量、改性温度、改性时间对改性效果的影响。测定了改性轻质碳酸镁的沉降体积、吸油值和活化度并用红外光谱和热失重进行表征。最终确定了最佳改性条件。硬脂酸用量为2%,改性时间为50 min,改性温度为75℃。     

载体包裹填料提高PE/PP/EPDM/BN材料导热性

以三元乙丙橡胶(EPDM)/氮化硼(BN)复合材料为母料,通过熔融共混EPDM/BN复合材料与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP),制备PE/PP/EPDM/BN复合材料。采用PE∶PP的比例为5∶5,以使复合材料形成共连续结构;通过EPDM包裹BN的方法,实现BN在PE/PP/EPDM/BN复合材料共连续结构的相界面处分布,以形成导热通路,从而提高PE/PP/EPDM/BN复合材料的导热性能。通过接触角测试和扩散系数公式计算预测了EPDM会选择性分布在PE/PP/EPDM复合材料共连续结构的相界面处。通过连续度计算结果得出,EPDM为PE和PP总质量的15%时,EPDM的连续度为85.3%。由扫描电子显微镜分析表明EPDM在PE/PP/EPDM/BN复合材料中连续贯通。由导热测试分析知,随着BN含量的增加,PE/PP/EPDM/BN复合材料的热导率逐渐增加。这项研究提高了PE/PP复合材料的热导率,此材料在电子工业中可能具有潜在应用。