NBR／PP／蒙脱土纳米复合体系的制备和性能研究

以丙烯酸接枝聚丙烯为增容剂,采用熔融复合方法制备出NBR/PP/蒙脱土纳米复合体系。对丙烯酸熔触接枝PP的增容体系进行了深入得研究,其次还对未处理的MMT和处理过的纳米MMT对共混物结构和性能得影响进行了讨论。研究表明,在使用丙烯酸接枝PP对NBR/PP体系得增容性较好,通过熔融共混得方法制备了NBR/PP/蒙脱土纳米复合材料。对复合材料的介电性能,力学性能和相容性进行了研究,用红外光谱和扫描电镜表征该复合材料的结构。结果表明:丙烯酸接枝聚丙烯能够很好的改善PP和NBR、MMT的相容性,当十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性的蒙脱土用量为5Wt%、PP-g-AA用量为10Wt%时,NBR/PP/蒙脱土纳米复合材料的断裂伸长率提高20%,拉伸强度提高10%,撕裂强度提高80%。     

两步法制备剥离型聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料(Ⅰ)制备、表征及力学性能

采用两步法制备了剥离型聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料 (PMN).两步法即：在使用高活性极性单体丙烯酰胺 (AM)原位聚合插层有机蒙脱土 (O-MMT)的同时,使部分丙烯酰胺接枝到聚丙烯 (PP)大分子链上,从而得到黏土片层已剥离且与PP又具有良好相容性的材料,以此为母料再与PP熔融共混即制备出剥离型聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料.XRD表明,复合材料中蒙脱土片层已剥离;扫描电镜观测不到明显的有机-无机相畴,表明蒙脱土片层分散均匀,分散个体尺寸基本达到纳米级;力学测试表明,该复合材料的拉伸强度达42.4MPa,较基体增加了26%,缺口冲击强度达10.5kJ•m^-2,较基体增加了155%.研究结果表明复合材料达到了预期强韧化效果.     

界面改性剂对聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料结构与性能的影响

通过多固相接枝技术合成了接枝率相当而极性有较大差异的多单体接枝聚丙烯(TMPP),以其为界面改性剂制备了PP/有机蒙脱土复合材料.通过XRD和扫描电镜表征了其结构,实验表明接枝物的极性对蒙脱土在聚丙烯中有一定影响,极性合适的接枝物TMPP2有助于蒙脱土的纳米分散,接枝物极性过高或者过低不利于蒙脱土的分散.力学性能结果也证实采用TMPP2为界面改性剂的纳米复合材料力学性能最佳,与纯PP相比,其弯曲模量提高60%,弯曲强度提高25%,缺口冲击强度提高1倍.     

用于超临界CO_2辅助挤出PP多相体系的双螺杆构型优化

为优化自制的可进行超临界CO_2辅助挤出的双阶挤出机组的双螺杆构型,采用不同双螺杆构型(即输送螺杆、剪切螺杆和混合螺杆),以不同类型的分散相为研究对象,制备了聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯共聚物(POE)共混体系、PP/纳米CaCO_3和PP/纳米蒙脱土(MMT)复合体系。采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对不同分散相粒子在PP基体中的分散进行了分析。结果表明:混合螺杆能使弹性体POE粒子在PP基体中分散更均匀;而3种双螺杆构型对无机纳米粒子在PP中的分散效果相近,即无机纳米粒子均难以达到纳米级均匀分散。在超临界CO_2辅助挤出制备PP多相体系中,可选择混合螺杆为双螺杆构型。     

新型有机蒙脱土的制备及其在聚丙烯改性中的应用

采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB） 、环氧树脂（EP）、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、十八胺(ODA)对钠基蒙脱土(MMT)进行干法插层改性, 分别制备了CMMT、EMMT、IMMT和OMMT等新型有机蒙脱土,并对聚丙烯(PP)进行熔融改性制得PP/OMMT纳米复合材料。通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪 、透射电子显微镜、差示扫描量热仪等分析手段对新型有机蒙脱土及纳米复合材料的结构形态及性能进行了研究。结果表明,OMMT层间距由蒙脱土的1.5626 nm扩大到4.2828 nm, OMMT片层均匀分散在PP基体中;当OMMT含量为5 %（质量分数,下同）时,纳米复合材料拉伸强度、断裂伸长率及冲击强度分别比纯PP提高了25.9 %、17.1 %和127.1 %;同时,加入OMMT后,PP的结晶度先升高后降低。     

聚丙烯／三元乙丙橡胶／改性蒙脱土纳米复合材料的制备和性能

用马来酸酐和苯乙烯改性蒙脱土得到改性蒙脱土（SMA-MMT），然后用熔融共混法制备了聚丙烯（PP）／三元乙丙橡胶（EPDM）／改性蒙脱土纳米复合材料，且加入接枝物PP-g-MAH-St作为相容剂。X射线衍射分析显示SMA-MMT的层间距达到3．98nm。透射电镜分析表明聚合物分子链已经插入蒙脱土片层中。接枝物含量为15％（质量分数，下同）时，复合材料的力学性能达到最好，拉伸强度和冲击强度分别为32．4MPa和79．5J／m。差示扫描量热分析结果表明，PP-g-MAH-St和SMA-MMT的加入可以改善PP的结晶性能，当PP-g-MAH-St和SMA-MMT含量分别为15％和2％时，复合材料中PP的结晶温度为120℃。     

水性聚氨酯/蒙脱土复合乳液的合成及性能表征

本文通过蒙脱土插层聚合法制备了水性聚氨酯/蒙脱土复合乳液。通过单体插层于蒙脱土中,与聚氨酯聚合反应,均匀分散于水性聚氨酯中。用FTIR和TEM测试表征,观察到蒙脱土均已聚合入聚氨酯包裹。研究结果表明:当蒙脱土含量在5%左右时,该乳液涂膜具有较好的耐热性、10%分解温度比普通聚氨酯提高了大约20℃,拉伸强度和断裂强度达到最高值,分别为2.31Mpa和17.94N/mm。随着蒙脱土含量的增大,乳液粒子粒径增大,耐水性增强。蒙脱土含量达到5%时,乳液粒径为108nm,吸水率降至31.9%。     

直接注射制备聚丙烯／蒙脱土复合材料及其性能研究

采用直接注射法制备了聚丙烯／蒙脱土复合材料,考察了其材料结构与性能方面的特征,结果表明,蒙脱土可以在插层剂存在的条件下被插层,且其硅酸盐层片之间距离的变化完全取决于插层剂对蒙脱土的溶剂化作用,而和熔融混炼中热或机械能的作用无关;插层剂虽不能使非极性的PP分子本身对蒙脱土产生插层作用,但有助于使其易于分散在蒙脱土颗粒之间,使PP／蒙脱土复合体系中作为复合分散相的蒙脱土形成两种结构层次,第一种结构层次是被分散在PP树脂中的蒙脱土颗粒,第二种结构层次是处于蒙脱土颗粒中被插层剂等间隔地隔离开的多层硅酸盐片层,复合体系的冲击强度和硅酸盐层片层间距有良好的相关关系,插层剂添加量的增加,可以使PP／蒙脱土复合体系实现较好的增韧效果,但其拉伸强度将有一定程度下降。     

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

利用固相剪切法使蒙脱土片层完全剥离,制备聚丙烯/蒙脱土(PP/MMT)纳米复合材料,通过X射线衍射、扫描电镜、力学性能的实验得出：用水做为膨胀剂可使蒙脱土的层间距胀大,有利于PP分子的插层和蒙脱土的剥离;固相剪切法和熔融过程使蒙脱土完全地层状剥离,均匀纳米级分散在聚丙烯基体中,沿流动方向取向; PP与用水处理过的有机改性蒙脱土复合材料的冲击强度由5.68 kJ/m2提高到了8.2 kJ/m2,大量提升了材料的冲击性。     

聚丙烯/有机蒙脱土/滑石粉纳米复合材料的制备与性能研究

采用双螺杆挤出机直接熔混的工艺,以聚丙烯(PP)为基体树脂,以滑石粉(Talc)和经有机改性的蒙脱土(OMMT)为填料,以马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP)为相容剂,分别制备了PP/OMMT和PP/OMMT/Talc纳米复合材料。结果表明,所得PP/OMMT复合材料为蒙脱土剥离或部分剥离的纳米复合材料;PP/OMMT/Talc复合材料的性能优于两种填料分别填充改性的PP材料,且分散及改性效果基本没有互相影响;与传统PP/Talc复合材料相比,制备的PP/OMMT/Talc纳米复合材料在各性能相近或更好的前提下,密度可以减少7%～10%。     

纳米蒙脱土/环氧树脂胶粘剂最佳组分的优化选择

将有机化处理后的蒙脱土作为填料，通过插层复合的方法制备出纳米蒙脱土／环氧树脂胶粘剂，进行了拉伸强度、硬度及XRD测试，并与粉煤灰、未处理蒙脱土作填料的环氧胶粘剂进行了性能对比。，试验结果表明，当加入质量分数5％的有机蒙脱土时，环氧胶粘剂的剪切强度达到21．6MPa；X射线衍射结果表明，用该法制得的胶粘涂层内部蒙脱土片层已被剥离，属于纳米复合胶粘剂；通过对比力学性能及密度，加入有机蒙脱土的环氧树脂胶粘剂涂层综合性能要优于一般环氧树脂胶粘剂。     

PP/滑石粉导热绝缘复合材料的制备与性能研究

采用聚丙烯(PP)为基体,不同粒径滑石粉为填料,通过双螺杆挤出机挤出制备导热绝缘的PP滑石粉复合材料。在滑石粉用量为3O%的条件下,探讨了粒径分别为3.6,6,12,30,50 μm的滑石粉对PP猾石粉复合材料的热导率、体积电阻率、力学性能和结晶性能的影响。结果表明,随着滑石粉粒径的减小,复合材料的拉伸强度和弯曲强度呈先增大后减小的变化趋势,而其热导率则呈先减小后增大的变化趋势。填充粒径为12μm的滑石粉时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度达到最大值,分别为29.92MPa和52.58MPa,比纯PP分别提高了5.5%和12.8%。填充粒径为50μm的滑石粉时,复合材料的热导率最大,达到0.3237W/(m*K),比纯PP提高了32.7%。填充1:l的粒径为12μm和30μm滑石粉混合物时,PP复合材料的热导率为0.3184W/(m*K),高于相应的填充单一粒径滑石粉的PP复合材料。此外,所制备的PP滑石粉复合材料的体积电阻率均大于10^8Ω*cm     

Investigation on physicomechanical and wear properties of new green thermoplastic composites

This study was aimed at fabrication of green composites of polypropylene (PP) matrix 5, 10, 15, and 20 wt% of saw palmetto spent (SPS) (a spent of nutraceuticals) as filler material. Two wt% organically modified montmorillonite clay (MMT) was used as a co‐filler in all formulations and composites were fabricated by melt blending. The fabricated PP/SPS/MMT composites were characterized for physicomechanical and tribological properties. Improvement in tensile modulus of the composites was noticed with increase in SPS content. The tensile strength of composites was decreased by 14% with increase in filler content from 5 to 20 wt%. Flexural strength of the composites increased from 31.3 to 37.8 MPa (21% improvement) and also flexural modulus improved from 956 to 1383 MPa (45% improvement) with increased SPS content. Composites were subjected to three‐body abrasion with different loads and abrading distances. Scanning electron microscope (SEM) study revealed that the predominant wear mechanisms of composite material sliding against continuous flowing sand were microploughing and filler detachment from the polymer matrix. POLYM. COMPOS., 37:2306–2312, 2016. © 2015 Society of Plastics Engineers     

稻草纤维填充聚丙烯材料的研究

以马来酸酐接枝聚丙烯（PP－g－MAH）为增容剂,改善了稻草纤维与聚丙烯（PP）的相容性;研究了稻草纤维制备方法和纤维含量、增容剂含量等对填充PP力学性能的影响,并考察了材料的热稳定性。当稻草纤维含量为30％－40％时,其弯曲强度为61．88－69．79MPa;冲击强度为12．0－13．0kJ/m^2;拉伸强度为32．59－39．72MPa。     

PP-g-MAH增容PP/BN/Al2O3导热绝缘复合材料

以(3-氨丙基)三乙氧基硅烷(KH550)处理氮化硼/氧化铝(BN/Al2O3)导热粉体,在导热粉体表面引入氨基;通过熔融共混制备聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)增容的聚丙烯(PP)/BN/Al2O3导热绝缘复合材料。研究PP-g-MAH和导热填料的用量以及加工条件(转速、温度)对复合材料性能的影响。结果表明,在主机转速为300 r/min、PP-g-MAH为4g、导热填料的用量为50%时,复合材料的导热系数达到了0.7 W/(m·K),拉伸强度为17.65 MPa;添加相容剂后,复合材料和导热填料之间的相容性得到改善。     

集成电路封装用GNPs/CNTs/HDPE导热高分子复合材料的研究

本文以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,以自制的h-G-C-2/1体系杂化填料为导热填料,制备了GNPs/CNTs/HDPE导热高分子复合材料,重点对比了杂化填料和复配填料对GNPs/CNTs/HDPE复合材料在导热、导电及力学性能方面的影响。结果表明,GNPs/CNTs/HDPE导热高分子复合材料的拉伸强度为31.9 MPa,冲击强度为22.1 kJ/m^2,体积电阻率为690 MΩ·cm,热导率为0.759 W/(m·K),满足集成电路封装用技术参数要求。杂化填料的分散性优于复配填料,杂化填料在提高复合材料的拉伸性能方面优于复配填料,复配填料在提高复合材料的热导率方面优于杂化填料。本文所获得的研究成果为制备新型综合性能优异的集成电路封装用导热高分子复合材料提供了一条新的思路。     

Filling and coloring effect of pearl shell powder and dye-loaded pearl shell powder on polypropylene

Dye-loaded shell powder (DPSP), as a novel filler and pigment, was fabricated from pearl shell powder (PSP) and Direct Red 28. PSP (mean diameter of 1.94 μm) and DPSP (mean diameter of 1.62 μm) were individually incorporated into polypropylene (PP), and the mechanical, crystallization, and color properties of PSP/PP and DPSP/PP composites were investigated. As compared to PSP, DPSP exhibited superior reinforcing and toughening effects on PP, due to the ameliorated filler–polymer interfacial interaction. The optimal additive amount of DPSP was determined as 10 wt %, under which the tensile strength of PP was raised from 33.17 to 35.37 MPa, flexural strength from 41.16 to 44.35 MPa, and impact strength from 3.77 to 5.98 kJ/m². In comparison with PSP/PP, higher content of β-PP phase was confirmed in DPSP/PP composites. Furthermore, uniform redness distribution was achieved in DPSP/PP specimens, demonstrating the good coloration performance of DPSP. The results indicated that DPSP can be utilized for coloration and filling modification of polymers. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019 , 136, 47455     

PP／PS／SEBS三元共混物的研究

以PS、SEBS为改性剂对PP进行改性。加入PS,体系的强度和刚度得到提高,断裂伸长率和冲击性能下降,对其改变的原因采用SEM进行了结构分析;SEBS是PS的良好相容剂,也是PP很好的增韧剂。同时使用PS和SEBS,体系拉伸强度为24．4MPa,弯曲模量810．6MPa,冲击强度82．0J／m,熔体流动速率12．7g/10min。     

Mechanical and thermal properties of polypropylene/sugarcane Bagasse composites

To determine the possibility of using sugarcane bagasse (SCB) waste as reinforcing filler in the thermoplastic polymer matrix, SCB‐reinforced polypropylene (PP) composites were prepared. The PP and SCB composites were prepared by the extrusion of PP resin with 5, 10, 15, and 20 wt % of SCB filler in a corotating twin screw extruder. The extruded strands were cut into pellets and injection molded to make test specimens. These specimens were tested for physicomechanical properties such as tensile, flexural, Izod, and Charpy impact strengths, density, water absorption, and thermal characteristics, namely, heat deflection temperature (HDT), melt flow index, and thermogravimetric analysis. It was found that the flexural strength increased from 23.66 to 26.84 MPa, Izod impact strength increased from 10.499 to 13.23 Kg cm/cm, Charpy impact strength increased from 10.096 to 13.98 Kg cm/cm, and HDT increased from 45.5 to 66.5°C, with increase in filler loading from 5 to 20% in the PP matrix. However, the tensile strength and elongation decreased from 32.22 to 27.21 MPa and 164.4 to 11.20% respectively. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 103: 3827–3832, 2007