高流动高模量高抗冲聚丙烯复合材料的制备及性能研究

研究了弹性体（POE）、滑石粉(talc)、乙撑双硬脂酰胺（EBS）的含量对高流动、高模量、高抗冲聚丙烯（PP）复合材料的力学性能、熔体流动速率、结晶温度、热稳定性以及微观断面结构的影响。结果表明,需要25份POE才能使高流动性共聚PP发生完全脆韧转变;通过熔融共混制备PP、POE、talc复合材料（PP/POE/talc）,当复合材料的质量份数比为80∶20∶40时,制得的PP/POE/talc复合材料的熔体流动速率为22.9 g/10 min、弯曲模量为1 887.7 MPa、缺口冲击强度为31.2 kJ/m2;对比纯PP,其弯曲模量提高了102.2 %,缺口冲击强度提高了217.8 %,弯曲强度提高了2.6 %,拉伸强度降低了15.1 %;添加1份EBS能够同时提高PP/POE/talc复合材料的熔体流动速率与缺口冲击强度。     

高模量高抗冲聚丙烯复合材料的制备及性能研究

通过熔融共混法研究了乙烯-辛烯共聚物(POE)、滑石粉和高密度聚乙烯(PE-HD)的含量对高模量、高抗冲聚丙烯(PP)复合材料力学性能、结晶行为、热分解行为以及相态的影响。结果表明,PP与POE的黏度比越小,PP/POE复合材料的韧性越好;当PP/POE/滑石粉/PE-HD复合材料的质量比为13/4/12/3时,综合力学性能最佳;相比纯PP,复合材料的弯曲模量提高了60.1%,缺口冲击强度提高了435.9%,拉伸强度和弯曲强度分别降低了27.4%和17.4%;PE-HD能够增强PP与POE的界面相互作用,提高复合材料的韧性;加入滑石粉和PE-HD均可提高复合材料的起始分解温度以及最大热失重速率温度,提高了复合材料的热稳定性。     

晶须与滑石粉填充改性聚丙烯材料的性能研究

以聚丙烯(PP)为基料,聚烯烃弹性体(POE)为增韧剂,滑石粉和碱式硫酸镁晶须为增强填料,制备了PP/POE/滑石粉复合材料和PP/POE/晶须复合材料,研究了滑石粉和晶须的含量对密度、弯曲模量、缺口冲击强度、收缩率和热变形温度的影响。结果表明:PP/POE/晶须复合材料的弯曲模量和热变形温度均高于PP/POE/滑石粉复合材料的,而收缩率更低;PP/POE/晶须复合材料的缺口冲击强度低于PP/POE/滑石粉复合材料的。综合材料的拉伸性能和弯曲性能,PP/POE/晶须复合材料中POE最适合的质量份为10。     

β成核剂和纳米SiO_2复合改性PP/POE复合材料研究

研究了纳米SiO2和β成核剂对PP/POE复合材料力学性能的影响,并用广角X射线衍射仪(WAXD)对其进行了表征。结果表明:纳米SiO2的加料方式影响PP/POE复合材料的力学性能,先将PP和纳米SiO2共混挤出,再与POE共混制备得到的复合材料冲击强度最高。当纳米SiO2含量为4%时,PP/POE/纳米SiO2复合材料的综合力学性能最好。在PP/POE/纳米SiO2复合体系中的加入β成核剂后,复合材料的拉伸强度和弯曲强度下降,而韧性进一步提高,当β成核剂含量为0.4%时,复合材料的缺口冲击强度和断裂伸长率达到最大值,拉伸强度也明显提高。XRD表明,β成核剂在纳米SiO2改性PP/POE复合体系中能显著诱导β晶的生成。     

POE增韧改性聚丙烯/滑石粉复合材料的研究

以共聚聚丙烯（PP）、滑石粉和聚烯烃弹性体（POE）为主要原料,采用双螺杆挤出机制备了PP复合材料;研究了POE含量和样条放置时间对PP复合材料力学性能的影响;采用扫描电子显微镜对复合材料脆断面和经蚀刻后的断面形貌进行观察。结果表明,POE含量为7 %时发生脆韧转变;POE含量大于11 %时,冲击强度增加趋缓;样条放置24 h后,冲击强度随时间的变化不大;POE分散相的尺寸随POE含量的增加而减小。     

滑石粉对聚丙烯/聚烯烃弹性体共混物结晶行为和力学性能的影响

采用双螺杆挤出机制备了均聚聚丙烯(PPH) /聚烯烃弹性体( POE) 共混物和PPH/POE/滑石粉三元共混体系。使用差示扫描量热仪和万能试验机研究了共混物和复合材料的结晶性能、力学性能和加工性能。结果表明,POE对PPH力学性能和结晶性能有明显的影响,随着POE用量的增加,PP/POE共混物的结晶度明显下降,PPH/POE 共混物的冲击强度明显提高,但拉伸强度显著降低。POE含量为20 %时,冲击强度由2.1 kJ/m2提高到39 kJ/m2,拉伸强度由30 MPa 降低到22MPa。加入滑石粉可以提高PPH/POE共混物的拉伸强度,滑石粉添加量1份时,可使共混物的拉伸强度提高到24 MPa。     

磷酸酯偶联剂(FX-1)对PP/POE/Talc复合材料性能的影响

通过熔融共混法制备了PP/POE/Talc复合材料,研究了偶联剂磷酸酯(FX-1)不同含量对滑石粉表面性能的影响,得出了偶联剂磷酸酯(FX-1)的最佳质量分数为1%;同时,考察了超细滑石粉经偶联剂磷酸酯(FX-1)改性前后与基体PP界面的粘接情况对PP/POE/Talc复合材料力学性能的影响。     

无机粒子填充PP/POE共混物的制备及其性能研究

采用层状高岭土(kaolin)、粒状碳酸钙(CaCO_3)及棒状凹凸棒土(ATP)3种不同结构的无机粒子分别对聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物(PP/POE)共混物进行填充改性制备PP/POE/无机粒子复合材料,并采用万能拉伸试验机、冲击试验机、熔体流动速率仪及扫描电子显微镜对所制备的复合材料进行力学性能、加工性能及微观形貌分析。结果表明,当ATP含量为2.5%(质量分数,下同)时,PP/POE/ATP复合材料的拉伸强度达最大值29.1 MPa;当CaCO_3含量为2.5%时,PP/POE/CaCO3复合材料的缺口冲击强度达最大值14.0kJ/m~2;粒状CaCO_3的"滚珠效应"使得PP/POE共混物的加工性能得以改善。     

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。     

高分子量聚丙烯改性通用聚丙烯研究

用高分子量聚丙烯(HWPP)分别与共聚PP、均聚PP、POE熔融共混制备出HWPP的无机填料复合物。结果表明,当HWPP含量为20%时,HWPP与均聚PP复合物的加工流动性最好,通过共混可得到优异的力学性能,而加入适量的滑石粉对该复合材料的加工性能有着明显的改善;HWPP与共聚PP复合物在HWPP含量为20%时,拉伸强度和断裂伸长率在实验用量范围内最大,而其悬臂梁冲击强度在HWPP含量为30%时达到最大;在POE含量由10%上升到20%时,HWPP与POE的滑石粉填料复合物的悬臂梁冲击强度提高了近1倍。     

氧化锌晶须改性PP／POE共混体系的研究

研究了POE对PP力学性能的影响,氧化锌晶须表面处理及其对POE/PP共混体系性能的影响。结果表明:POE使PP冲击强度增加,拉伸强度下降。硅烷处理的氧化锌晶须改性PP/POE体系拉伸、缺口冲击强度都随晶须填充量的增加先升高后下降。氧化锌晶须用量在5份时,填充的PP/POE的拉伸强度达到最佳值;氧化锌晶须用量在10份时,冲击强度达到最佳。耐热性随晶须的填充量增加而先升高后降低然后再升高,在2.5份时出现极大值,在7.5份时出现极小值,氧化锌晶须含量进一步增大,其耐热性提高。     

PP/POE/CaCO_3复合材料的性能研究

采用熔融共混工艺制备了聚丙烯/聚烯烃弹性体/碳酸钙(PP/POE/CaCO3)复合材料,研究了POE及CaCO3用量对复合材料力学性能、流变性能及热性能的影响。结果表明:随着POE含量的增加,复合材料的冲击强度显著增大,当POE含量为12%时,冲击强度较纯PP增加233%;同时拉伸强度随POE含量的增加缓慢下降。随着CaCO3含量增加,冲击强度先增加后缓慢下降。     

改性聚丙烯方椅的研制

以均聚聚丙烯（PP）／共聚PP为基体树脂，通过与聚烯烃弹性体（POE），滑石粉及其它助剂的共混改性，制得改性PP方椅专用料，讨论了基体树脂的配制及POE，滑石粉含量对共混体系性能的影响，确定了改性PP方椅专用料的配方。用该专用料生产的方椅具有强度高，韧性好，耐老化，耐腐蚀，尺寸稳定，表面光亮等优点，现已批量生产。     

改性剂对废弃玻璃钢/聚丙烯复合材料性能的影响

实验采用熔融共混-模压法制备了废弃玻璃钢(WGFRP)/聚丙烯(PP)复合材料。研究了硅烷偶联剂KH550表面改性WGFRP、改性聚丙烯(MAPP)添加量以及乙烯-辛烯共聚物(POE)的使用对WGFRP/PP复合材料性能的影响。实验结果表明,KH-550表面改性WGFRP能使复合材料性能小幅度提高,MAPP可使复合材料的拉伸和弯曲强度分别提高28.63%、20.13%,添加POE后,复合材料的断裂伸长率和冲击强度增幅分别达到152.36%、45.43%。扫描电镜图片显示,多种改性剂的加入有效改善了WGFRP和PP的界面粘合程度,宏观表现为复合材料性能提高。     

滑石粉与有机成核剂复配改性抗冲击共聚聚丙烯

采用滑石粉和有机成核剂复配改性抗冲击共聚聚丙烯(PP),研究了改性PP的力学性能、结晶性能和耐热性能。结果表明:滑石粉可以有效提高PP的拉伸屈服应力、弯曲模量、常温简支梁缺口冲击强度和洛氏硬度;滑石粉和质量分数为0.30%的有机成核剂复配,使PP/滑石粉/有机成核剂复合材料的弯曲模量,洛氏硬度,常温、低温简支梁缺口冲击强度分别提高了11.9%,13.5%,156.5%,9.7%,负荷变形温度由PP的68.7℃提高到76.2℃;滑石粉和质量分数为0.30%的有机成核剂复配对PP具有异相成核作用,使PP/滑石粉/有机成核剂复合材料的结晶温度升高,晶粒细化、致密。     

高流动高抗冲耐候聚丙烯复合材料的研制

以聚烯烃弹性体(POE)为增韧剂,对滑石粉填充聚丙烯(PP)进行增韧改性,探讨了不同种类PP和POE对复合材料力学性能和流动性的影响,在此基础上,对制备的复合材料进行了耐候改性,通过氙灯人工加速老化试验和灰卡评级测试考察了其耐候性能。结果表明,通过合理选用PP和POE制备的PP复合材料的缺口冲击强度和熔融指数分别为31.6 k J/m2和20.4 g/10 min,经1 500 h氙灯人工加速老化后,复合材料的灰卡评价可达4-5级。     

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。     

家具用PP基木塑复合材料的制备与力学性能

以聚丙烯(PP)为木塑复合材料基体,分别加入4种增强剂和3种增韧剂,通过共混挤出制备PP基木塑复合材料,研究了4种增强剂含量和粒径以及3种增韧剂含量对复合材料力学性能的影响。结果表明,随着增强剂含量增加,复合材料的弯曲强度表现出先升后降趋势,随着增强剂粒径减小,复合材料的弯曲强度提高,增强效果从高到低依次为硅灰石、滑石粉、碳酸钙和硫酸钡;当硅灰石粒径为10μm、质量分数为15%时,复合材料具有最优的拉伸、弯曲以及缺口冲击强度。增韧剂乙烯–辛烯共聚物(POE)、三元乙丙橡胶(EPDM)和苯乙烯–丁二烯–苯乙烯共聚物(SBS)可以大幅提高复合材料的缺口冲击强度,增韧效果从高到低依次为POE,EPDM和SBS。当粒径为10μm的硅灰石和POE质量分数分别为15%和20%时,复合材料综合力学性能最好,缺口冲击强度为17.61 k J/m2、拉伸强度为27.65 MPa、弯曲强度为30.28 MPa,其弯曲强度优于目前常用木质人造板材,可满足家具行业应用。     

螺杆转速对PP/POE共混物形态及冲击性能的影响

通过双螺杆挤出机熔融共混制备了聚丙烯/(乙烯/辛烯)共聚物(PP/POE)共混物,研究了螺杆转速对PP/POE共混物形态及力学性能的影响。结果表明,随着螺杆转速的提高,共混物中POE粒子的尺寸先减小后增大,这可以通过Tokita公式来解释。缺口冲击实验表明,PP/POE共混物的缺口冲击强度随着螺杆转速的增加呈先升高后降低的趋势,当螺杆转速为110r/min时,共混物的缺口冲击强度最高,其相形态与冲击性能有很好的相关性;共混物的缺口冲击强度随POE粒径的增大而降低,达到一定程度时出现脆韧转变特征,这点与S.Wu理论相符合。     

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。