凹凸棒土/ 聚丙烯/ 聚碳酸酯三元复合材料的力学性能及增韧机理

通过两步法熔融共混工艺制备了具有核壳特征凹凸棒土(AT) / 聚丙烯( PP) / 聚碳酸酯( PC) 三元复合材料。利用TEM 观察复合体系的亚微相态。使用万能材料拉力机、冲击实验仪等手段测试了复合材料的力学性能, 并对三元复合体系的增韧机理进行了探讨。结果表明, PC 连续相中形成了以AT 为核、PP 为壳的分散相。这种核2壳结构特征相包容粒子对PC 具有良好的增韧效果, 且强度较PP/ PC 二元共混体系有所提高。结合冲击断面形貌的SEM 分析, 认为AT/ PP/ PC 三元复合体系中的增韧机制主要是界面脱粘、空化作用和AT 对分散相的增强作用。      

尼龙11/MBS/环氧树脂共混合金的力学性能和增韧机理

对尼龙11共混合金体系的力学性能进行了考察,对于尼龙11／EXL－2691核－壳冲击改性剂／相容剂三元共混合金体系加入环氧树脂后,分散相0冲击改性剂在尼龙11基体中的分布更加均匀,两相的相容性提高,但分散相粒子粒径并未随环氧树脂用量的增加而减小,加入1％的环氧树脂后,共混合金体系冲击强度最大,分散相粒子粒径最小,体系的断裂强度随着环氧树脂用量的增加而增大,伸长率则降低,此共混合金体系的增韧机理为分散相引发银纹机理。     

聚丙烯/三元乙丙胶/凹凸棒土三元复合体系的力学性能与亚微相态

通过两步法共混工艺制备了含核-壳结构特征相包容粒子的聚丙烯／三元乙丙胶／凹凸棒土三元复合材料,研究了复合材料的力学性能和亚微现相态结构,并对核-壳结构特征相包容粒子对PP的增韧机理进行了初步探讨．结果表明,AT在EPDM中疏松堆砌,形成以AT堆砌体为核、EPDM为壳的分散岛相。核-壳结构特征相包容粒子对基体具有良好的增韧和增强效果的平衡,对于m(PP)／m(EPDM)／m(AT)=100／20／5的体系,其缺口冲击强度较纯PP提高约5倍,而屈服强度和扬氏模量分别较m(PP)／m(EPDM)=100／20体系提高25％和110％。     

微纳尺寸核壳橡胶粒子增韧聚苯乙烯

采用乳液接枝聚合技术在粒径为100nm的聚丁二烯(PB)乳胶粒子上接枝聚合苯乙烯(St),制得了具有不同核壳比(PB与PS的质量比)的一系列PB-g-PS接枝共聚物。将其与聚苯乙烯(PS)树脂熔融共混,考察了核壳比对PS/PB-gPS共混物的力学性能和形态结构的影响,研究了共混物的增韧机理。结果表明,随着核壳比的增加,共混物的冲击强度呈现先增加后减小的趋势,并在核壳比为70/30时达到最大值,而橡胶粒子在基体中的聚集程度逐渐增大;均匀分散在基体中的橡胶粒子不能引发银纹,而发生聚集形成的橡胶粒子簇引发了大量的银纹成为共混物的主要形变机理。     

PBT/(POE/LLDPE)-g-GMA共混物的力学性能与形态结构

采用双螺杆挤出机将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)同时接枝到乙烯-辛烯共聚物(POE)和线性低密度聚乙烯LLDPE上,而后将接枝产物与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)反应性共混,通过改变POE/LLDPE比例确立了PBT/(POE/LLDPE)-g-GMA共混物分散相的最佳组成。以此为基础考察了GMA加入量对共混物的力学性能、流变行为及相形态的影响,并对共混物的形变机理进行了研究。实验结果表明,POE/LLDPE比例为50/50时冲击强度最大,在此组成下共混物的冲击强度随着GMA加入量的增加而呈现先增大后减小的趋势,并在GMA加入量(GMA/(POE+LLDPE))为5%时达到最大值;体系黏度随GMA加入量的增加而增大,过量的GMA会导致严重的交联,不利于分散相的分散,从而降低了增韧效率;橡胶粒子的空洞化促使基体发生剪切屈服是其主要的形变机理,LLDPE的引入能促进PBT发生进一步形变,从而提高增韧效率。     

弹性体增韧聚丙烯共混体系的研究

用弹性体对聚丙烯(PP)增韧改性,探讨了基体树脂、POE/EPDM、HDPE的用量对共混体系力学性能的影响,并通过扫描电镜观察冲击断面,研究共混物的形态结构。结果表明,用POE橡胶来增韧和用EPDM增韧相比,前者使材料有更好的弯曲强度和弯曲模量;两者对拉伸强度的影响不大;后者使材料的冲击强度较大。     

POE共混增韧二次发泡聚丙烯的力学性能

用单螺杆挤出机制备了不同质量分数的聚烯烃弹性体(POE)共混增韧聚丙烯(PP)预发泡粒料,并用型内二次发泡工艺制备了发泡聚丙烯(FPP)。研究了POE的用量、粒径及分布对FPP的发泡效果和力学性能的影响。结果表明,POE的加入改善了FPP的发泡效果,获得泡径细小均匀的闭孔泡沫结构;POE在基体中呈粒状均匀分布且与PP基体的界面结合良好,显著提高了FPP的冲击韧性,弯曲强度和压缩强度则随POE含量的增加而降低。在研究的范围内,增韧改性FPP的弯曲强度要高于未改性FPP。     

辐照接枝法制备增韧剂对聚丙烯结构与性能的影响

基于乙烯-辛烯共聚物(POE)辛烯长支链的可反应性,采用γ射线辐照等规聚丙烯(i PP)/POE/线型低密度聚乙烯(LLDPE)共混体系,得到聚丙烯增韧剂抗冲击聚丙烯基接枝共聚物(IPGC)。力学性能测试结果表明,辐照剂量为50k Gy时所得IPGC的增韧效果最好,i PP的冲击强度随IPGC含量的增加而提升;连续自成核退火热分级(SSA)结果表明IPGC中POE与i PP和LLDPE均发生接枝;扫描电镜观察结果显示IPGC以"海岛"结构,粒径3~5μm均匀分散在聚丙烯基体中,辐照产生接枝物在i PP/IPGC共混体系中起到了界面增容作用;X射线衍射和偏光显微镜结果表明分散相IPGC对i PP起到异相成核作用,促进了i PP的结晶,降低了晶粒平均尺寸,细化了i PP晶粒,从而提升了i PP的力学性能。     

不同弹性体增韧聚丙烯的研究

将聚丙烯(PP)与3种不同弹性体POE、SEBS、OBC在双螺杆挤出机中进行熔融共混,制备得到PP/弹性体共混物,测试了共混物的力学性能,比较了不同弹性体的增韧效率,研究了共混物脆断表面形貌。结果表明:3种弹性体对PP均起到了增韧作用,SEBS对PP的增韧效率最高,POE的综合性能最好,而OBC的加工性能良好。     

PDMS-PEG增韧改性PLA及其共混物性能研究

采用乳液聚合和溶液聚合方法合成了聚二甲基硅氧烷-聚乙二醇核壳弹性粒子(PDMS-PEG),通过溶液共混方法制备了聚乳酸(PLA)/PDMS-PEG共混物薄膜,并对PDMS-PEG增韧改性PLA及其共混物性能进行了研究。通过傅里叶变换红外光谱仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、热重分析仪、差式扫描量热仪以及抗拉强度测试仪等对共混物的力学性能、热学性能以及形态结构进行了测试与表征。研究结果表明:PDMS-PEG核壳弹性粒子在PLA基体中分散均匀、相容性良好;PDMS-PEG核壳弹性粒子能够有效地改善PLA的韧性,当PDMS-PEG含量达到20%时,共混物的断裂伸长率提高近3倍;PDMS-PEG核壳弹性粒子的引入使PLA的玻璃化转变温度下降18℃左右。     

PBA／PMMA型核壳弹性粒子增韧环氧树脂研究

合成了一系列的ＰＢＡ／ＰＭＭＡ核壳型复合弹性粒子,并用于增韧双酚Ａ环氧树脂ＤＥＧＭＡ／ＤＤＭ体系。研究表明,适宜的ＰＢＡ／ＰＭＭＡ核壳比是核壳型复合弹性粒子增韧环氧树脂的先决条件,添加合适核壳比的复合粒子能提高改性体系的冲击强度、剪切强度、降低固体化系的内应力。随着核壳粒子橡胶相尺寸的减小,改性体系的冲击强度逐渐增加,内应力降低,但对体系的剪切强度影响并不显著。在外作用下观察到核壳粒子空穴化引起剪切屈服增韧。核壳粒子的形态由透射电镜观测（ＴＥＭ）。,改性试样的断裂表面扫描电镜观测（ＳＥＭ）。改性体系中分散相的尺寸由预测结构的核的核壳复合粒子控制。     

PSF/环氧共混基体体系增韧机理研究

通过对PSF/环氧共混体系剥离强度、DMA 及SEM 断口图象的分析研究, 揭示了共混体系相结构演变与脆韧转变的对应关系和增韧机理。研究表明, 当共混体系形成较均匀完整的PSF 连续网膜包覆环氧球粒分散相结构,并且网膜厚度小于0. 04 Lm 时, 体系呈现高韧性, 此时体系由断面上高韧性的PSF 网膜产生大量的塑性变形吸收能量而使体系增韧, 不同于传统“海岛结构”的增韧结构和机理, 研究结果对开发高韧性先进复合材料基体和结构胶粘剂具有重要意义。     

PP和PP/POE交替多层共混物的结构与力学性能

通过微纳层状共挤出技术制备了聚丙烯(PP)和PP/POE交替多层共混物。通过扫描电镜、差示扫描量热分析、动态力学分析以及力学性能测试对比研究了交替多层共混物和PP/POE普通共混物的结构与力学性能的关系。结果表明,与含有相同乙烯-辛烯共聚物(POE)含量的普通共混物相比,交替多层共混物的低温冲击强度(-40℃)、弯曲强度和弯曲模量都得到了明显的提升。由于在交替多层结构中刚性的PP层和韧性的PP/POE层能够相互支撑,使得材料获得了优异的综合性能。     

共混合金力学性能的研究 Ⅰ.双组分合金力学性能的研究

对弹性体分散相和刚性体分散相对共混合金力学性能的影响进行了研究。将ＣＰＥ、ＡＣＲ、ＡＢＳ、ＰＰ和ＣＰＰ分别与ＰＶＣ基质共混，得到的实验结果是不论刚性体分散相，还是弹性体分散相皆对ＰＶＣ共混合金有增韧作用，但增韧的效果有所不同。其中弹性体增韧的结果是随着弹性体分散相用量的增加，共混合金的冲击强度持续增加，在某一点后增加速度变快；而刚性体增韧的结果是随着刚性体分散相用量的增加，共混合金的冲击强度在某一点达到最大值     

基于低相对分子质量聚己内酯原位反应增容制备超韧聚乳酸EI北大核心CSCD

用低相对分子质量聚己内酯二元醇(PCL-OH500)与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)反应共混增韧聚乳酸(PLA)。扫描电镜的表征结果表明,在PLA/PCL-OH500/MDI共混物中,PCL-OH500与MDI原位反应生成的聚氨酯为分散相,PLA为连续相。采用差示扫描量热分析和热重分析研究了共混物的热性能。相比于纯PLA,PLA/PCL-OH500/MDI共混物热稳定性稍有下降。获得的PLA/PCL-OH500/MDI(80/20/0.5)显示了较好的韧性,其断裂伸长率相比纯PLA的5.33%增加了约10倍(48.51%),而拉伸强度和弹性模量仅稍有下降。其增韧机理是分散相颗粒从基体中剥离产生了孔洞,诱导了剪切屈服引起基体塑性形变。     

POE与HDPE对PP的协同增韧改性

以两种高密度聚乙烯(HDPE)和三种聚烯烃弹性体(POE)为增韧剂,对聚丙烯(PP)进行共混改性,探讨增韧剂结构和含量对PP韧性和流动性能的影响规律,获得了最佳混合比。实验发现:POE和HDPE有增韧效果,POE的效果优于HDPE;但降低其熔体质量流动速率(MFR)。当POE:HDPE:PP为25:15:60时,三元复合体系的简支梁缺口冲击强度为74.21KJ·m~(-2),较纯PP提高了13倍。     

回收PP增韧性能的初步探索

选用马来酸酐接枝POE、POE和CPE三种助剂,探索其不同含量对回收PP增韧改性的效果。通过大量的试验、测试及微观形貌分析,研究了增韧剂含量与力学性能的关系。结果表明,在0-30%之间随着增韧剂用量的增加,回收PP的强度先提高后降低,韧性则不断提高;用25%马来酸酐接枝POE增韧回收PP综合效果最佳,其拉伸强度、弯曲强度和冲击韧性分别达到了40.77MPa、37.78MPa和24.7KJ/M2。     

不同粒径与核壳比ACR的制备及其与PLA的共混增韧

通过自制丙烯酸酯类核壳结构弹性体(ACR)对PLA进行增韧,来提高其冲击性能。在ACR制备过程中,先采用种子乳液聚合法制备了一系列不同粒径的PBA核层乳液,再进一步聚合得到壳层PMMA。将ACR与PLA共混,对共混物进行了一系列测试,结果表明:ACR的加入显著提高了PLA的冲击性能,并在8～15%以后达到最大,其增韧效果可达10～12倍,同时其拉伸性能并没有受到明显影响。进一步探讨了ACR的粒径、核壳比、用量等因素对增韧效果的影响。     

多分散性乙丙嵌段共聚物增韧聚丙烯

首次研究了多分散性乙丙嵌段共聚物(EP)对PP的增韧作用，发现有非常好的增韧效果。添加15％的EP，PP的冲击强度即可达到298J／m。用光学显微镜、SEM、DSC和IR对IPP／PEP共混体系进行了表征和研究，结果发现，由于EP本身特殊的组成及链结构，使其与PP基体具有良好的相容性，分散相在基体中的粒径约为0．2pm～0．4pm之间；同时还发现EP对PP球晶有插入、分割和细化作用。     

核壳结构丙烯酸酯共聚物的制备及对聚碳酸酯的增韧

采用半连续乳液聚合方法制备了聚丙烯酸丁酯/聚甲基丙烯酸甲酯(PBA/PMMA)核壳结构乳液,经处理制得丙烯酸酯共聚物(ACR),再用ACR对聚碳酸酯(PC)进行增韧改性。研究了引发剂用量、乳化剂配比和用量、交联单体的用量对聚合物乳液的影响,以及ACR含量、核壳比、乳化剂用量和交联单体等对共混物力学性能的影响,并用扫描电镜对共混物冲击断面形貌进行了研究。实验结果表明,随乳化剂用量的增大,乳胶平均粒径减小。在乳化剂用量一定时,随乳化剂中OP-10的增加,乳胶平均粒径增大。在核壳结构乳液中核壳质量比为75/25,交联单体用量为8%,乳化剂用量为3%的条件下,共混物中ACR质量分数为6%时,共混物缺口冲击强度最大,使用交联单体二甲基丙烯酸丁二醇酯(BDDMA)的共混物缺口冲击强度是使用交联单体二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)的共混物缺口冲击强度的2倍。随着ACR含量的增加,PC/ACR的缺口冲击强度增加,拉伸强度和弯曲强度略有下降。扫描电镜表明,ACR在PC/ACR中分散粒径大于乳胶粒径。