超分散剂改性硫酸钙粉体在聚乙烯复合材料中的应用研究

合成了YB超分散剂并通过熔融共混的方法制备了HDPE/CaSO4复合材料,试验研究了YB超分散剂改性CaSO4填充HDPE复合材料的流变行为及力学性能。结果表明:在YB超分散剂用量为1.2%,CaSO4填充量为30%时,相比未改性时的填充,复合材料的弯曲模量和弯曲强度提高了37.6%、6.8%,而拉伸强度、冲击强度分别提高了9.8%、45.9%;而此时复合材料的表观粘度降低,非牛顿指数和粘流活化能增加,超分散剂的使用加剧复合材料表观粘度的下降幅度,非牛顿指数和粘流活化能也呈降低趋势。     

聚丙烯/滑石粉复合材料的制备及其力学性能北大核心

用经偶联剂改性的滑石粉(Talc)与聚丙烯(PP)共混制备PP/Talc复合材料,测试了复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等,并探讨了Talc含量对复合材料力学性能的影响机理。结果表明:Talc含量对复合材料力学性能有明显影响,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均随Talc含量的增加而增大,但均会出现拐点,即当Talc含量分别超过18%,20%,8%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度却随Talc含量的增加而逐步降低。     

PP/SBS/滑石粉三元复合材料性能研究

通过熔融共混制备了不同滑石粉(经偶联剂KH550表面改性)用量的聚丙烯(PP)/丁苯热塑性弹性体(SBS)/滑石粉复合材料(PP与SBS的配比固定为90/10),同时研究了该复合材料的力学性能和流动性能。结果表明:随着滑石粉用量的增加,PP/SBS/滑石粉复合材料的弹性模量和拉伸强度下降;弯曲性能、冲击性能和熔体流动速率则先提高后降低,且均在滑石粉用量为10份时达到最大值;另外添加了改性滑石粉的PP/SBS/滑石粉复合材料,其拉伸强度、冲击强度和熔体流动速率均高于未改性滑石粉填充的复合材料。     

滑石粉填充聚乙烯母料的流变性能研究

采用毛细管流变仪研究了不同剪切速率下分散剂种类及用量、加工温度、滑石粉含量及粒径以及偶联剂含量对滑石粉填充聚乙烯母料流变性能的影响。结果表明,聚乙烯母料的流变曲线出现"剪切变稀"行为;聚乙烯母料的黏度随分散剂含量增加以及加工温度升高而降低;聚乙烯母料的黏度随母料中滑石粉含量增加而迅速增大;滑石粉粒径减小和偶联剂含量增加使聚乙烯母料的黏度略有下降。     

粉煤灰填充母料对HDPE复合材料性能的影响

采用同向双螺杆挤出机制备了改性粉煤灰填充母料,研究了粉煤灰用量、载体树脂种类和分散剂用量对填充母料熔体流动性能的影响,并探讨了填充母料对高密度聚乙烯(HDPE)复合材料性能的影响。同时,通过差示扫描量热分析(DSC)和热重分析(TG)考察了粉煤灰母料及其填充HPDE复合材料的热性能。结果表明:高熔体流动速率(MFR)的载体树脂有利于粉煤灰母料流动性的提高;随着粉煤灰用量的增加,母料的MFR逐渐减小;随着PE蜡用量的增加,母料的MFR逐渐增大,而当PE蜡用量超过6%后,母料的MFR不再发生明显变化;随粉煤灰母料(粉煤灰含量75%)填充量的增加,HDPE复合材料的拉伸强度和弯曲强度先增大后减小,而断裂伸长率则呈不断下降趋势;少量粉煤灰母料的加入能提高HDPE复合材料的冲击强度,而当粉煤灰母料填充量超过5%后,复合材料的冲击性能下降;填充母料的加入对HDPE结晶熔融行为的影响不大,但使材料的热稳定性有所提高。     

分散剂B-52对白炭黑/天然橡胶复合材料性能的影响

通过机械共混法制备白炭黑/天然橡胶(NR)复合材料,研究分散剂B-52用量对白炭黑/NR复合材料性能的影响。结果表明:随着分散剂B-52用量的增大,复合材料的t_(10)和t_(90)呈现出先延长后缩短的趋势,结合胶含量和表观交联密度提高,综合物理性能先提高后有所降低;当分散剂B-52用量为2份时,复合材料的综合物理性能最佳。     

滑石粉增韧聚丙烯/竹粉发泡复合材料的研究

采用化学发泡法,注塑制备了聚丙烯(PP)/竹粉发泡复合材料,研究了滑石粉用量对发泡复合材料力学性能、加工性能和热稳定性能的影响。结果表明:当竹塑质量比为1:2、改性AC发泡剂用量为1%、添加15%滑石粉时,增韧发泡复合材料的综合性能最佳,其比弯曲强度为48.98 MPa、弯曲模量为3 183.31 MPa、比拉伸和比冲击强度分别为26.50 MPa和7.88 kJ/m2,与未增韧复合材料相比,提高了2.9%～9.3%;但是滑石粉的加入会降低材料的加工性能,平衡时间和平衡扭矩增加、MFR下降;而且会降低材料的热稳定性,初始热分解温度降低。     

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。     

COC用量对HDPE/COC复合材料的性能影响研究

制备了高密度聚乙烯(HDPE)/环烯烃共聚物(COC)复合材料,研究了不同COC的用量对复合材料性能的影响。结果表明:随着COC用量的增加,复合材料的拉伸性能和弯曲性能先增大后减小,断裂伸长率逐渐降低,在COC用量为40%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度达到最大值,分别为36 MPa和51 MPa;抗冲击性能随着COC含量的增加而不断减小,且缺口冲击能量值低于非缺口冲击能量值;COC用量为40%时,HDPE/COC复合材料的维卡软化点较纯HDPE提高5%;随着剪切速率的增加,HDPE和COC组分之间的相互作用增加,导致黏度值逐渐降低;SEM分析表明,较少的COC可以在HDPE基质中均匀分散,形成连续相结构。     

超支化分散剂对聚丙烯/玻璃纤维/硅灰石复合材料性能的影响

通过改变超支化分散剂DZHA-17在聚丙烯/玻璃纤维/硅灰石复合材料中的用量,考察了分散剂对复合材料加工性能、力学性能、表观性能以及分散性的影响。结果表明:随着分散剂用量的增加,复合材料的加工性能、力学性能、表观性能和分散性明显提高。当分散剂用量为1份时,复合材料的熔体流动速率提高了3.5倍,挤出机扭矩和电流分别降低到6.5 N·m和36 A,断裂伸长率、缺口冲击强度和60°光泽度也明显提高。聚丙烯/玻璃纤维/硅灰石复合材料的力学性能、表观性能与其微观结构息息相关。     

多元复合高流动性聚丙烯的制备与性能

研究了滑石粉(Talc)及偶联剂用量、均聚聚丙烯(PP-H)与马来酸酐接枝物(PP-g-MAH)及PP-H对高流动性共聚聚丙烯(PP)性能的影响;比较了在填充20%Talc的共聚PP中分别添加PP-g-MAH和PP-H的复合体系力学性能及流变性能的变化规律。结果表明:钛酸酯偶联剂用量为1%(相对于Talc)时,所得Talc填充共聚PP综合性能最佳;当Talc用量大于10%时,共聚PP/Talc复合材料的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、熔体流动速率随Talc含量的增加而逐渐下降,弯曲模量则逐渐提高;PP-g-MAH对高流动性共聚PP的拉伸强度增强效果明显优于PP-H,PP-H则使共聚PP的熔体流动性明显下降。     

AC／MMA接枝天然橡胶包覆滑石粉填充PP的研究

用丙烯基氯／甲基丙烯酸甲酯（AC／MMA）二元接枝天然橡胶包覆处理滑石粉。研究了处理方法,接枝天然橡胶用量以及滑石粉填充量对低韧性PP拉伸强度和制品冲击强度的影响,并与硅烷偶联剂HK－550处理滑石粉进行了比较,结果表明,AC／MMA二元接枝天然橡胶湿法包覆滑石粉效果最好,包覆滑石粉填充PP在拉伸强度保持较高的情况下,冲击强度得到有效的提高,包覆滑石粉有效地降低了由于滑石粉填充量的增加而导致的复3合材料力学性能降低的幅度,SEM的分析表明,AC／MMA二元接枝天然橡胶包覆滑石粉增加了PP基体层的应力屈服,实现了复合材料的脆韧转变。     

Effect of talc surface treatment on the mechanical properties of composites based on PP/LDPE blend matrices

A study has been made of property optimization of a composite based on low density polyethylene and polypropylene (PP) blend matrices with talc modified by a titanate coupling agent. Analysis shows that the flexural properties improve with increasing content of both talc and polypropylene. However, the tensile moduli show a different behavior. Tensile strength is hardly affected by the filler content at PP percentages in the matrix above 50 percent. The surface modified talc gives rise to higher mechanical properties than the unmodified talc. This improvement is more noticeable as talc and PP percentages in the composite is increased. Scanning electron microscopy has shown the effect of the coupling agent at the filler/polymer matrix interphase and the greater affinity between talc and polypropylene.     

聚丙烯降黏剂的应用与研究

研究了降黏剂对聚丙烯(PP)流动性和力学性能的影响。结果表明:降黏剂能够有效地提高PP的流动性,并且对PP力学性能的影响相对较小。当降黏剂的含量为2.64%时,熔体流动速率提高了100%。加入降黏剂后,PP的拉伸强度和弯曲强度降低的幅度在1~3 MPa,而冲击强度降低的幅度在1~3 kJ/m2,提高了PP的断裂伸长率。     

用于发泡成型的高熔体强度聚丙烯的研究

在同向双螺杆挤出机上,对聚丙烯(PP)进行硅烷交联,制得高熔体强度聚丙烯(HMSPP),然后制备高发泡倍率的PP制品。分析了改性剂用量对PP熔体流动速率、熔体黏度、熔体强度、凝胶含量、力学性能、热性能和发泡性能的影响。结果表明:自制HMSPP的熔体强度和熔体黏度分别是纯PP的5.01倍和1.52倍,力学性能和耐热性与纯PP相比均有较大提高,可用于成型高发泡倍率制品。     

滑石、CaCO3、BaSO4填充PP复合材料力学性能及界面相互作用对比

以3种白色矿物粉体［颗粒状CaCO₃、BaSO₄,片层状滑石（talc）］为填料,聚丙烯（PP）为基体树脂,通过熔融共混法制备PP复合材料,研究3种矿物粉体在不同含量时对PP复合材料的力学性能、流动性能与断裂形貌的影响规律,并采用Turcasanyi半经验公式计算了矿物填料与PP复合材料力学性能界面相互作用。结果表明,3种矿物粉体的加入均降低了PP的拉伸强度,PP/talc复合材料的拉伸强度明显高于PP/CaCO₃ 与PP/BaSO₄,且talc的加入明显增强了PP的拉伸模量与弯曲模量;CaCO₃ 与BaSO₄的加入使复合材料弯曲强度降低,talc的加入使复合材料弯曲强度提高;CaCO₃对PP断裂伸长率与悬臂梁缺口冲击强度的提升最为明显;talc的加入使复合材料流动性能得到提高,而颗粒状的CaCO₃与BaSO₄的加入对加工性能影响较小;CaCO₃ 与BaSO₄在PP中均存在一定团聚现象,且与PP相容性较差,存在明显界面缺陷;talc与PP间界面较模糊,二者之间有较强的黏结作用。     

纳米CaCO3/EPO/PP复合材料性能与结构的研究

研究了纳米CaCO3／EPO／PP复合材料的力学性能、熔体流变性能及纳米CaCO3粒子在PP基体中的分散状况。结果表明：弹性体EPO对PP有很好的增韧效果，当EPO用量为4份时，PP从脆性断裂转变成韧性断裂；当EPO用量为10份时，PP复合材料的室温和低温缺口冲击强度均有大幅度的提高。在EPO／PP复合材料中加入纳米CaCO3不仅可以显著提高复合材料的室温和低温缺口冲击强度，而且可显著提高复合材料的弯曲弹性模量和MFR，改善复合材料的加工流动性能；纳米CaCO3粒子在PP中达到了纳米级分散。     

MAH/St固相接枝聚丙烯对聚丙烯/滑石粉复合材料性能的影响

利用马来酸酐（MAH）/苯乙烯（St）共单体固相接枝聚丙烯（MSP）作增容剂,采用熔融共混和注塑成型的方法制备了PP/滑石粉复合材料,研究了MSP对PP/滑石粉复合材料热行为、拉伸强度和动态力学性能的影响.结果显示MSP降低了PP/滑石粉复合材料中PP相的熔融温度（Tm）,但随着增容剂MSP含量的增加,Tm呈上升趋势.MSP改善了PP/滑石粉间的相容性,促进了滑石粉的异相成核作用,提高了PP相的Tco随着MSP含量的提高,Tc呈下降趋势.MSP增容剂提高了PP/MSP/滑石粉复合材料的拉伸强度和动态贮能模量,并存在一最佳的增容剂添加量.     

An investigation on the mechanical and dynamic rheological properties of single and hybrid filler/polypropylene composites based on talc and calcium carbonate

Some results of experiments on the mechanical and rheological properties of mineral filled polypropylene were presented. Single filler and hybrid filler composites of talc and calcium carbonate (CaCO₃) were prepared in a co‐rotating twin‐screw extruder. The effect of filler type, filler content, and coupling agent on the mechanical and rheological properties of the polypropylene were studied. The coupling agent was maleic anhydride‐grafted polypropylene (PP‐g‐MA). It was found that the mechanical properties are affected by filler type, filler concentration, and the interaction between filler and matrix. The tensile strength of the composite is more affected by the talc while the impact strength is influenced mostly by CaCO₃ content. The elongation at break of PP/CaCO₃ composites was higher than that of PP/talc composites. The incorporation of coupling agent into PP/mineral filler composites increased the mechanical properties. Rheological properties indicated that the complex viscosity and storage modulus of talc filled samples were higher than those of calcium carbonate filled samples while the tan δ was lower. The rheological properties of hybrid‐filler filled sample were more affected by the talc than calcium carbonate. The PP‐g‐MA increased the complex viscosity and storage modulus of both single and hybrid composites. POLYM. COMPOS., 2009. © 2009 Society of Plastics Engineers