等规聚丙烯/针状硅灰石复合材料性能的研究

将针状硅灰石、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和等规聚丙烯(iPP)经双螺杆挤出机熔融共混,制备了iPP/硅灰石复合材料。研究了共混工艺条件、PP-g-MAH和硅灰石用量对iPP/硅灰石复合材料力学性能和熔体质量流动速率的影响;用光学显微镜和扫描电子显微镜分别观察了硅灰石共混前后的形貌和iPP/硅灰石复合材料冲击试样断面的形貌。实验结果表明:硅灰石采用侧喂料和较低的螺杆转速,可以提高iPP/硅灰石复合材料力学性能。随着硅灰石质量分数的增加,复合材料的力学性能提高。在PP-g-MAH质量分数为1%,硅灰石质量分数为30%时,iPP/硅灰石复合材料力学性能最好。     

纳米ZnO对等规聚丙烯结晶的异相成核作用

采用熔融共混法制备了nano-ZnO/等规聚丙烯(iPP)复合材料,研究了振荡剪切条件下nano-ZnO对iPP结晶的异相成核作用,并与其静态结晶行为作对比。结果表明:静态结晶下,当nano-ZnO质量分数大于5%时,nano-ZnO对iPP结晶有明显的异相成核作用,使iPP结晶温度大幅度提高,相容剂PP接枝马来酸酐(PP-g-MAH)的加入增强了nano-ZnO粒子与iPP基体的界面相互作用,改善了纳米粒子的分散性,促进了iPP基体的异相成核。振荡剪切作用下,降低结晶温度和加入nano-ZnO均能促进iPP成核,当nano-ZnO质量分数大于3%后,异相成核达到饱和,振荡剪切对nano-ZnO/iPP复合材料存在显著的诱导结晶作用;加入PP-g-MAH后,nano-ZnO分散性的改善及其与iPP基体界面相互作用的加强使得nano-ZnO/iPP复合材料的结晶诱导时间明显缩短。     

iPP/nano-CaCO3/PP-g-GMA复合材料的制备与性能

以等规聚丙烯(iPP)、纳米碳酸钙(nano-CaCO₃)和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝改性抗冲共聚聚丙烯(PP-g-GMA)为原料,通过熔融共混法制备了iPP/nano-CaCO₃/PP-g-GMA复合材料。研究了PP-g-GMA对iPP/nano-CaCO₃/PP-g-GMA复合材料力学性能、结晶行为和微观结构的影响,并分析了其增韧机理。结果表明：PP-g-GMA和nano-CaCO₃具有协同增韧作用,当两者用量均为40.0质量份时,iPP/nano-CaCO₃/PP-g-GMA复合材料23℃时的冲击强度约为纯iPP的6.9倍。PP-g-GMA和nano-CaCO₃均具有成核作用,促使基体球晶细化。PP-g-GMA中的橡胶相以球形海岛形式分散在iPP中,起到增韧作用。     

基于甲醇制丙烯废催化剂的低密度聚丙烯复合材料

以等规聚丙烯(iPP)为基料,表面有机化改性处理过的甲醇制丙烯失活分子筛催化剂(M-MTP-DC)为低密度填料,聚烯烃弹性体(POE)为增韧剂,熔融共混制备iPP/M-MTP-DC/POE低密度复合材料,采用差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)、热重法(TG)、扫描电镜(SEM)、偏光显微镜(POM)及力学测试仪器等对该低密度复合材料的密度、形貌、热性能和机械性能等进行表征。结果表明,表面有机改性使M-MTP-DC在iPP中均匀分散,该低密度复合材料的密度和力学性能比采用热塑性弹性体EPDM增韧的、添加20%滑石粉的低密度聚丙烯复合材料(PP+EPDM-T20)有显著优势,当iPP/M-MTP-DC/POE配方为72/5/23(质量比)时,iPP/M-MTP-DC/POE复合材料的密度降低至0.925 g/cm~3,较PP+EPDM-T20下降了11%,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度各提高60%、52%、55%,优势显著。     

长支链聚丙烯诱导β晶成核效应

利用乙烯基聚二甲基硅氧烷/苯乙烯接枝型长支链聚丙烯(PP-g-VS/St)在剪切和快速降温过程中可以诱导形成β晶聚丙烯这一优势,研究了PP-g-VS/St在注塑加工过程中作为高分子β晶成核剂对等规聚丙烯(iPP)结晶温度、晶体结构及力学性能的影响。结果表明改性聚丙烯的结晶温度、β晶相对含量和力学性能随着PP-g-VS/St添加量的增加而增加。当PP-g-VS/St的添加量为50%(质量分数)时,改性聚丙烯的结晶温度相对于纯iPP提高约10℃,β晶相对含量达32.8%,冲击强度、弯曲模量和拉伸强度分别相对于纯iPP提高了355.3%、53.8%和15.9%。这些结果为聚丙烯高分子β晶型成核剂的设计提供了新思路。     

长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能研究

采用熔体浸渍技术制备了长玻璃纤维母料(LGF/PP-g-MAH/PP)增强聚丙烯(PP)复合材料(LGF/PP)。通过双螺杆挤出机制备了同等配比的短玻纤增强聚丙烯(SGF/PP)复合材料。研究了LGF含量、环氧树脂(EP)和固化剂(2E4MZ)对LGF/PP复合材料的力学性能影响。结果表明:当LGF质量分数为35%～40%时,LGF/PP的综合力学性能最好,且明显优于同样组成的SGF/PP复合材料。EP和含固化剂(2E4MZ)的EP对LGF/PP复合材料的力学性能提高有一定的作用。SEM照片分析表明:EP的加入能改善玻纤与聚丙烯基体的界面粘接。     

相对分子质量及其分布对等规聚丙烯性能的影响研究

通过加入DCP来改变等规聚丙烯相对分子质量的大小及分布,研究了等规聚丙烯相对分子质量及其分布对其性能的影响。结果表明:加入DCP后,iPP的相对分子质量降低、分布变窄,促使聚丙烯结晶速度进一步提高,晶体尺寸进一步减小,iPP中的β晶型消失。随iPP的相对分子质量降低、其分布变窄,iPP的力学性能略微下降。     

配体阳离子价态对复合成核剂性能的影响

以芳基杂环有机磷酸铝(AHP-AlOH)作为成核剂主体,月桂酸盐(SL)为配体,研究不同价态阳离子的SL和AHP-AlOH复配体之间的协效作用对等规聚丙烯(iPP)性能的影响。通过偏光显微观察、差示扫描量热分析、力学性能测试、光学性能测试以及耐热性能表征等手段,研究了成核剂对复合材料的影响。结果表明,SL对iPP的成核作用较差,对复合材料性能的改善非常有限;AHP-AlOH对iPP的成核作用达到中等水平,力学性能、光学性能及耐热性有一定程度的提升;AHP-AlOH与一价SL复配后使iPP的球晶尺度迅速减小,结晶峰值温度可提高20℃以上,成核有效性在62%以上,拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量平均分别提高20.14%、70.36%、59.57%,雾度值平均下降79.63%,透光率平均增加14.67%,热变形温度平均升高54.3%,SL和AHP-AlOH之间表现出极强的协效作用。AHP-AlOH与二价SL复配后对iPP的作用效果与AHP-AlOH单独作用相当,此时SL和AHP-AlOH之间并未表现明显的协效作用。     

蒽系列成核剂的合成及对聚丙烯性能的影响

利用蒽为基础原料,自制了蒽系列的3种聚丙烯成核剂:9,10-二氢蒽-9,10-桥-α,β-马来酸酐(AMH)、9,10-二氢蒽-9,10-桥-α,β-马来酰肼(AMHD)、9,10-二氢蒽-9,10-桥-α,β-N-甘氨酸基马来酰胺(AGMA)。利用热重分析(TGA)分别考察了三者的热稳定性,采用X射线衍射分析(XRD)和偏光显微镜(PLM)对其所改性等规聚丙烯(iPP)的结晶形态进行了表征,用差示扫描量热法(DSC)研究了其结晶行为,并测试了其力学性能。结果表明,AMHD和AGMA均可增强聚丙烯α晶型成核,而AMH则可诱导β-iPP的生成;3种成核剂都有效提高了聚丙烯的结晶温度(Tc)和结晶度,其中,iPP/AMHD的结晶度(Xc)提高了3.75%;同时改善了iPP的力学性能,与纯iPP试样相比,iPP/AMH抗冲击强度提高了5.60 kJ/m2,iPP/AMHD拉伸强度提高了18.02%,iPP/AGMA的弯曲强度达到53.22 MPa。     

SEBS对ABS β成核iPP的增容作用

采用熔融共混法制备了等规聚丙烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(iPP/ABS)共混物,研究了相容剂苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)对ABS β成核iPP的相形态、结晶及熔融行为、晶体结构以及力学性能的影响。结果表明:少量ABS的加入能诱导iPP形成β晶,iPP/ABS共混物的拉伸性能和冲击性能明显提升。SEBS的加入增强了ABS分散相与iPP基体的界面相互作用,改善了ABS分散相的分散性,提高了iPP/ABS共混物的断裂伸长率和冲击强度,但却抑制了ABS诱导iPP生成β晶,且共混物的拉伸强度和拉伸模量略有下降。     

降冰片烯苄酰胺酸盐对等规聚丙烯力学性能和结晶性能的影响

采用差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)考察了降冰片烯苄酰胺酸的不同金属盐在等规聚丙烯(iPP)中的成核效果,并研究了这些成核剂对iPP力学性能和光学性能的影响。结果表明,降冰片烯苄酰胺酸盐对ipp熔融峰值温度和结晶峰值温度的影响规律完全一致,降冰片烯苄酰胺酸钠盐(BHBC11)具有有较好的成核效果,添加浓度在0.2%时可使iPP的拉伸强度提高4.6%,弯曲模量提高18.6%;同时可使iPP的结晶峰值温度提高11.5℃;BHBC11的加入可以显著降低球晶的尺寸并大大缩短结晶时间;应用Caze方法对iPP和BHBC11成核iPP的非等温结晶动力学进行了研究,其Avrami指数都接近4。     

β成核剂含量对等规聚丙烯性能的影响

研究了一种β成核剂(CHB-5)的含量对等规聚丙烯(iPP)结晶性能和力学性能的影响。用广角X射线衍射(WAXD)研究CHB-5诱导iPP晶型的变化,用差示扫描量热法(DSC)分析CHB-5对iPP熔融行为和结晶行为的影响,用偏光显微镜(POM)观察CHB-5诱导iPP结晶形态的变化。结果表明,CHB-5的加入使iPP的成核能力增强;CHB-5可降低iPP的熔融温度,提高其结晶温度和结晶起始温度,加快结晶速率;CHB-5能降低球晶尺寸;CHB-5的加入可使iPP缺口冲击强度提高。     

预剪切注射成型iPP/MWCNTs复合材料β晶分布调控

通过熔融共混制备了等规聚丙烯(iPP)/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料,分析了MWCNTs对iPP基体非等温结晶行为的影响,研究了MWCNTs的加入对iPP基体β晶形成以及β晶分布的影响。结果表明:MWCNTs对iPP基体来说,可以起到α晶成核剂的作用;通过利用高温预剪切与MWCNTs之间的竞争作用,可以有效地对iPP/MWCNTs复合材料注塑制品不同层次β晶的含量及其分布进行调控。     

芳纶浆粕增强聚丙烯复合材料的结构与性能

利用双螺杆挤出机制备了聚丙烯(PP) /芳纶浆粕(PPTA-pulp)以及聚丙烯(PP)/芳纶浆粕(PPTA-pulp)/马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP)复合材料。采用力学性能测试、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜(SEM)、平板流变仪，研究了PP/ PPTA-pulp复合材料的力学性能、结晶行为、断面形态结构及流变行为。结果表明：随着PPTA-pulp含量的增加，复合材料的拉伸强度和弯曲模量增加，缺口冲击强度和断裂伸长率下降，芳纶浆粕对聚丙烯结晶起了成核剂的作用。马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP)作为相容剂，改善了PPTA-pulp与基体PP分子之间的亲和性，提高了界面作用力，并使复合材料的储存模量、损耗模量和力学性能进一步改善。     

不同接枝率相容剂对PP/POE/nano-CaCO_3复合材料性能的影响

研究了不同接枝率的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)对聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯共聚物(POE)/nanoCaCO_3复合材料性能的影响,并对复合材料的微观形貌、流变性能和力学性能进行表征。结果表明,PP-g-MAH的加入改善了nano-CaCO_3与基体之间的相容性,促进了nano-CaCO_3的分散,提高了复合材料的力学性能。高接枝率PP-gMAH对材料的冲击强度提升幅度更高,且拉伸强度和弯曲强度保持稳定。当其添加量为5%时,复合材料的冲击强度和拉伸强度分别提高76.4%和14.7%。     

长玻纤增强聚丙烯复合材料的制备及力学性能

使用熔融浸渍法制备了长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(LFTPP–G),研究了不同纤维含量、不同牵引速度及不同相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)添加量对复合材料力学性能的影响。结果表明,玻璃纤维在复合材料体系中起增强增韧作用,复合材料力学性能随纤维含量增加而升高;提高牵引速度可以提高生产效率,但复合材料的力学性能及纤维分散性能随之降低;相容剂PP-g-MAH的加入改善了玻璃纤维与树脂的界面结合。当使用自制的浸渍装置且玻璃纤维质量分数为50%、牵引速度为30 m/min、相容剂PP-g-MAH质量分数2%时,制得LFTPP–G具有较好的综合力学性能,其缺口冲击强度相较于纯聚丙烯树脂提高了1323%。     

GFRPP复合材料“浮纤”改善及结构与性能研究

以改善玻纤增强聚丙烯(GFRPP)复合材料注射成型"浮纤"现象为研究目标,加入不同用量的石蜡对GFRPP复合材料进行改性,考察了石蜡对GFRPP复合材料表面形貌、流动性能、力学性能和热力学性能的影响。结果表明,加入石蜡有利于改善GFRPP复合材料的"浮纤"现象,加入超过10份石蜡后,复合材料注塑制品表面基本没有玻纤外露现象。随着石蜡用量的增加,复合材料的流动性能显著提高,力学性能有所下降,结晶温度降低。     

蒽系列成核剂对聚丙烯性能的影响

利用蒽为基础原料,自制了蒽系列的三种聚丙烯成核剂:9,10-二氢蒽-9,10-桥-α,β-马来酸酐（AMH）、9,10-二氢蒽-9,10-桥-α,β-马来酰肼（AMHD）、9,10-二氢蒽-9,10-桥-α,β-N-甘氨酸基马来酰胺（AGMA）。利用热重分析（TGA）分别考察了三者的热稳定性,采用X 射线衍射分析( XRD) 和偏光显微镜( PLM) 对其所改性等规聚丙烯（iPP）的结晶形态进行了表征,用差示扫描量热法( DSC) 研究了其结晶行为,并测试了力学性能。结果表明,AMHD和AGMA均可增强聚丙烯α晶型成核,而AMH则可诱导β-iPP的生成;该三种成核剂都有效提高了聚丙烯的结晶温度（Tc）和结晶度,其中iPP/AMHD的结晶度（Xc）提高了3.75%;同时改善了iPP的力学性能,与纯iPP试样相比,iPP/AMH抗冲击强度提高了5.60 kJ/m2,iPP/AMHD拉伸强度提高了18.02%,iPP/AGMA的弯曲强度达到53.22 MPa。     

高结晶度iPP/TMC-300复合材料的制备及性能

以全同立构聚丙烯(iPP)和癸二酰二苯甲酰肼(TMC-300)为原料,通过熔融共混技术制备了iPP/TMC-300复合材料,采用DSC、XRD、SEM、POM和力学测试仪器考察了成核剂TMC-300对iPP结晶和熔融行为、晶体结构以及力学性能等的影响。结果表明:TMC-300对iPP有显著的成核效果,当TMC-300的质量分数为0.6%时,iPP的结晶温度由纯iPP的117.2℃提高到126.9℃,其成核效率可达到56.3%;在130℃下等温结晶,纯iPP的半结晶时间(t1/2)为4.85 min,当TMC-300的质量分数为0.2%时,t1/2变为0.52 min,减小了89%。同时,TMC-300的添加并没有改变iPP的晶体结构,而且添加TMC-300的iPP的冲击断裂表面相对纯iPP呈现出了明显的多褶皱韧性断裂形貌特征,TMC-300的质量分数为0.2%时,复合材料的断裂伸长率由纯iPP的674.8%提高到了833.2%,缺口冲击强度由32.5 J/m提高到了43.2 J/m。将TMC-300与成核剂TMC-328、HPN-68L对iPP的结晶与力学性能影响进行了对比,TMC-300的质量分数为0.2%时的结晶峰温度为126.2℃,较TMC-328的质量分数为0.2%时的125.2℃略高,其缺口冲击强度(43.2 J/m)较HPN-68L的质量分数为0.2%时的(37.3 J/m)提高了15.8%。     

立体缺陷分布对iPP/CNC复合材料等温结晶动力学的影响

采用两种立体缺陷分布均匀性不同的等规聚丙烯(iPP),制备了两种等规聚丙烯/纤维素纳米晶(iPP/CNC)复合材料,研究了纯iPP和iPP/CNC复合材料的等温结晶动力学行为及结晶形态。结果表明,与立体缺陷分布更加均匀的PP-B相比,PP-A表现出更高的结晶温度、熔点和结晶度,球晶尺寸明显更小,等温结晶速率更快;加入CNC后,PP-A/CNC和PP-B/CNC的结晶温度变高、结晶峰宽变窄、熔点及结晶度上升、晶体尺寸显著降低、等温结晶速率进一步提高,且二者之间在结晶速率上的差距明显缩小,反映出CNC对于iPP的结晶能力同样具有较为显著的提升效果。对于i PP/CNC复合材料,iPP的立体缺陷分布和CNC对其等温结晶动力学及晶体形态都有十分显著的影响。