PP／POE／纳米CaCO3复合材料力学性能研究

研究了PP/POE／纳米CaCO3复合材料的力学性能、脆-韧转变规律及其与纳米CaCO3含量、分散相POE粒径的关系。结果表明：含4份CaCO3的PP/POE／纳米CaCO3复合体系，达到脆-韧转变所需的弹性体POE量最少。纳米CaCO3的添加还可以提高复合材料的弯曲模量，在增韧的同时提高材料的刚性。研究发现PP／POE／纳米CaCO3三元体系的基体层厚度与脆-韧转变的关系符合逾渗定理。     

PP/POE/CB半导电屏蔽复合材料的制备和性能

研究了导电炭黑含量和聚乙烯-辛烯弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)的加入对热塑性半导电屏蔽材料,即聚丙烯烯/聚乙烯-辛烯弹性体/炭黑(PP/POE/CB)复合体系的体积电阻率和力学性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)分析了POE-g-MAH的加入对PP基热塑性半导电屏蔽复合材料断面形貌的影响。利用转矩流变仪对复合材料的流变性能进行了研究。结果表明,PP/POE/CB热塑性半导电屏蔽复合材料的逾渗现象与炭黑粒子在聚合物基体中的分布状态有关,POE-g-MAH的加入可以进一步降低复合材料的体积电阻率;随着导电炭黑含量的增加,复合材料的拉伸强度均呈现先增加,后降低的趋势,当炭黑用量为30%时,拉伸强度达到最大值。PP/POE/CB热塑性半导电屏蔽复合材料具有较高的导电性能、力学性能、较高的熔体流动速率及良好的加工流动性。     

混杂碳质填料对聚丙烯流变性能的影响

为研究多种碳质填料混杂对聚丙烯(PP)流变性能的影响,采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/石墨烯(GNP)/碳纳米管(CNT)/炭黑(CB)复合材料,采用旋转流变仪研究了复合材料的流变行为。结果表明,加入的碳质填料,显著提高了复合材料的储能模量(G')、损耗模量(G″)以及复数黏度(η*)。在相同含量下,PP/CNT复合材料流变逾渗值最小,其次是PP/CB,最后是PP/GNP。当CNT含量超过0.5%时,PP/GNP/CNT复合材料出现了模量平台;当CB含量超过3%时,PP/GNP/CB复合材料出现模量平台;CNT与CB的协同作用最佳,CNT和CB的加入有利于GNP的分散;GNP与少量的CNT和CB共混能使G'、G″以及η*得到明显提高,同时,能够大幅减小流变逾渗值;纯PP以及PP/GNP复合材料的损耗因子随频率的增加而下降,PP/CNT、PP/CB、PP/GNP/CNT/CB复合材料损耗因子随频率增加呈先升高后下降的趋势。     

PP/POE/石墨烯纳米复合材料的结构及性能研究

通过熔融混合法,将热还原氧化石墨/PP-g-MA母料添加到非极性聚烯烃共混物PP/POE中,制备得到石墨烯以很少片层堆积在非极性聚烯烃共混物中的纳米复合材料。X射线衍射和透射电镜分析表明热还原氧化石墨在PP/POE中分散较好。因而热还原氧化石墨对体系的结晶具有较好的成核作用,同时赋予其良好的电学性能,导电逾渗阈值为1.5%。此外,复合体系的热稳定性能显著提高。     

填充型导电复合材料载荷作用下导电逾渗研究

以聚丙烯(PP)为基体材料,以多壁碳纳米管(MWCNT)、导电炭黑(CB)为填料,通过熔融共混、注塑成型的方法制备了填充型导电复合材料。测定在单轴压缩载荷作用下,不同填料体系的导电复合材料逾渗曲线的变化规律。通过扫描电子显微镜观察了导电填料的分布以及导电网络的形成状况。结果表明:对于PP/CB和PP/CB/MWCNT导电复合材料,在较小的应变情况下,单轴压缩使逾渗曲线向低阻方向移动,而随着应变逐渐增大,逾渗曲线又向高阻方向移动,其中PP/CB体系更为明显。这是由于纤维状的MWCNT能部分抑制由于压缩而导致材料内部导电通路的破坏,使材料内部导电网络遭到破坏的程度降低,同时,CB通过与拥有大长径比的MWCNT的协同作用提高了复合材料的导电性。     

聚丙烯/炭黑复合材料的导电逾渗行为和PTC特性

以聚丙烯(PP)为基体、炭(黑CB)为填料制备复合材料,研究了不同CB种类的PP/CB复合材料的导电逾渗行为和电阻正温度系数效(应PTC)特性,同时利用扫描电镜对复合材料的微观形态进行了分析。结果表明:CB的结构性越高,比表面积越大,则其填充的复合材料逾渗阈值越低,PP/VulcanXC-72体系的逾渗阈值约为2.5%,而PP/40B2体系约为3.5%;CB的比表面积越小,结构性越低,则相同质量分数时其填充的复合体系的PTC强度越大P,P/40B2体系的PTC强度大于PP/VulcanXC-72体系。     

PP/POE共混物形态结构与逾渗分析

采用两种不同类型的乙烯-辛烯共聚物POE(POE1、POE2)与聚丙烯PP(PP1、PP2)分别进行共混改性,并对共混物的形态结构以及渗流阈值进行分析。结果表明:随着POE用量的增加,共混物相形态发生由"海-岛"结构向"海-海"结构转化;PP1/POE2和PP2/POE1两个共混体系均符合逾渗机理,PP1/POE2的临界基体层厚度d_c=0.486μm,PP2/POE1的临界基体层厚度d_c=0.447μm,POE2用量为30%时发生相反转,形成了大小不一的逾渗集团;当POE2用量为40%或50%时,相转变现象非常明显;而在PP2/POE1共混物中,当POE1用量为50%时,共混物才出现较为明显的相反转,形成"双连续相"结构。     

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。     

长支链聚丙烯及其碳纳米管复合材料的电性能和流变性能研究

采用自由基熔融接枝的方法制得长支链聚丙烯(LCBPP),通过熔融共混得到聚丙烯(PP)/碳纳米管(MWNT)和LCBPP/MWNT导电复合材料。红外光谱表明,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)分子成功接枝到了PP分子主链上。对复合材料进行导电性能测试发现由于长支链造成的高黏度使得碳纳米管在LCBPP中的分散性差,因此逾渗值大于PP/MWNT复合材料的逾渗值,导电性较差。流变性能测试发现MWNT含量低于2%时,会首先破坏LCBPP的分子链缠结,之后随着含量增加,逐渐形成导电网络结构。     

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。