PP-g-Si对PP／GF的增容作用

制备了硅烷接枝聚丙烯(PP-g-Si)，研究了PP-g-Si作为聚丙烯／玻纤(PP／GF)复合体系的界面相容剂对界面结合和力学性能的影响，并与马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)的增容效果进行了比较。结果表明，PP-g-Si对PP／GF体系有增容作用，不仅可以改善PP／GF复合体系的拉伸强度，而且可以改善其韧性。硅烷接枝聚丙烯可以降低PP／GF复合体系的最大扭矩。玻纤的加入可以提高聚丙烯的热变形温度，硅烷接枝聚丙烯对PP／GF复合体系的热变形温度有稍微改善。扫描电镜观察表明，玻纤与基体间具有强有力的界面结合，硅烷接枝聚丙烯的增容效果优于马来酸酐接枝聚丙烯。     

玻璃纤维增强聚丙烯的力学性能研究

研究了玻璃纤维(GF)和马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)对聚丙烯力学性能的影响。结果表明:随着GF与PP的质量比增加,玻璃纤维增强聚丙烯的拉伸强度增加,冲击强度总体呈下降趋势。当PP与GF的质量比为55∶45时,拉伸强度最高,达到45MPa。当PP与GF的质量比一定时,在玻璃纤维增强聚丙烯复合材料中添加增容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH),可使其拉伸强度得到很大的提高,但是冲击性能却下降。当PP与GF的质量比为75∶25时,随PP-g-MAH与PP/GF复合材料的质量比增加,其拉伸强度先增大后减小,其冲击性能总体呈下降趋势。当PP-g-MAH,PP和GF的质量比为15∶75∶25时,其综合性能最优,拉伸强度为50.5MPa,冲击强度为4.3kJ/m2。     

接枝物含量对高层建筑用GF/PP复合材料性能的影响

为了提高高层建筑用材料的力学性能,采用熔融共混的方法,在玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)复合材料中加入马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)与马来酸酐接枝聚烯烃(POE-g-MAH),分析接枝物含量对复合材料拉伸性能、弯曲性能以及冲击性能的影响。研究表明：当POE-g-MAH或PP-g-MAH的加入量为4 g时,复合材料的流动性明显改善,达到了最大熔体流动速率。当基体中接枝物含量上升后,复合材料的拉伸强度表现为先增大后减小的变化趋势,弯曲强度以及弯曲弹性模量都出现了先增大后减小的变化趋势,并在含有4 g接枝物时达到最大。当复合材料中接枝物含量增大后,含有POE-g-MAH接枝物的复合材料的冲击强度迅速增大。扫描电镜显示,加入接枝物后GF表面上存在明显附着物,GF和PP基体之间形成了良好相容性。     

PP/POE/GF复合材料的热性能与动态流变行为研究

以聚丙烯(PP)为基体材料,乙烯-辛烯共聚物(POE)为增韧剂,玻璃纤维(GF)为增强剂,马来酸酐接枝POE(POE-g-MA)为增容剂,采用双螺杆挤出机挤出和注塑机注射成型,制备了不同比例增容剂的PP/POE/GF复合材料,研究了马来酸酐接枝POE(POE-g-MA)对复合材料综合性能的影响。研究结果表明,POE-g-MA在复合材料中起到了增容剂的作用,一定程度上促进GF与复合材料基体的相容性。通过对复合材料中玻纤长度分布的分析表明,复合材料中玻纤的长度集中分布在0.15 mm~0.35mm,能够对复合材料起到一定的增强作用。POE-g-MA为5份时,PP/POE/GF复合材料表现出较好的力学性能,其缺口冲击强度、拉伸强度分别为8.13kJ/m2、29.43 MPa;但弯曲强度有所降低,其值为20.65 MPa。添加5份增容剂后,复合材料的分解温度由未添加增容剂时的317.1℃上升到359.2℃。增容剂提高了材料的热稳定性能。在添加增容剂后,材料的流动性变差,熔融指数减小。当复合材料中添加马来酸酐接枝POE后,体系黏度增大,弹性模量和黏性模量都增大。     

高韧性高强度聚丙烯复合材料的研究

研究了自制的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和马来酸酐、苯乙烯接枝聚丙烯(PP-g-MAH-g-St)2种增容剂对聚丙烯/聚烯烃弹性体/玻璃纤维(PP/POE/GF)复合材料力学性能的影响,利用扫描电子显微镜观察了试样断口形貌。结果表明,2种增容剂均显著改善了GF与PP基体的界面粘结强度,从而提高了复合材料的力学性能;就2种增容剂的效果而言,PP-g-MAH-g-St的增容效果远优于PP-g-MAH。当PP-g-MAH-g-St的质量分数为8%时,PP/POE/GF/PP-g-MAH-g-St复合材料的综合性能已接近常用工程塑料的性能。     

玻璃纤维增强煤基抗冲共聚聚丙烯的性能

采用双螺杆挤出共混法制备了短玻璃纤维(GF)改性聚丙烯(PP)2240S的共混物,通过力学性能分析测试、扫描电子显微镜表征、熔体流动速率测试和熔融结晶分析等研究了改性体系的力学性能、显微结构、加工流动性和结晶性能等。结果表明,当GF添加量为30%时,复合体系的弯曲强度、弯曲弹性模量、拉伸强度等较纯PP分别提高约112%,269%和108%,但GF与基体粘结力弱导致冲击强度没有提高;为进一步改善界面作用力,以5%马来酸酐接枝聚丙烯作相容剂,相同GF添加量下PP的弯曲强度达86.99 MPa,弯曲弹性模量达5073 MPa,拉伸强度达78.5 MPa,简支梁缺口冲击强度达14.78 kJ/m2,比纯PP的相关指标分别提高约161%,302%,190%和131%,GF与PP界面粘结力增强,PP的力学性能随GF含量的递增而大幅提高。但GF降低了PP的熔体流动速率,并且体系的结晶温度基本未变,结晶度降低,可能与未产生界面横晶有关。     

低气味低VOC玻纤增强聚丙烯材料的研制

以聚丙烯(PP)树脂为基体,PP接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为相容剂,纳米氧化锌和纳米二氧化钛为复合气味吸收剂,经双螺杆挤出机制备了玻璃纤维(GF)增强PP材料,并分别研究了各组分对材料力学性能和气味等级的影响。结果表明,相容剂PP-g-MAH为GF增强PP材料气味的主要来源,在提高气味等级方面,选用相容剂时,固相接枝工艺比熔融接枝工艺的好,且接枝率不宜太高。在选用PP粒料、接枝率为1.2%的固相接枝PP-g-MAH以及纳米氧化锌和纳米二氧化钛复合气味吸收剂的基础上,制备了低气味和低挥发性有机化合物的GF增强PP材料,其拉伸强度为62 MPa,弯曲强度为76 MPa,缺口冲击强度为8.5 k J/m~2,由其制备的汽车空调电机风扇叶轮产品的气味等级达到了Q/JLY J711061–2009标准的7级要求。     

玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究

研究了玻纤(GF)、SEBS和聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)用量对GF增强聚丙烯复合材料性能的影响,以及PP/GF(65/35)、PP-g-MAH/PP/GF(15/65/35)的微观形态。结果表明:随着GF用量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量增加,断裂伸长率降低,冲击强度先减小后增大,PP/GF复合材料断面呈脆性断裂;在PP/GF中添加增韧剂SEBS可以提高复合材料的冲击强度,但拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和弯曲模量均减小;在PP/GF中添加增容剂PP-g-MAH,可使其拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均得到提高,当PP-g-MAH/PP/GF为15/65/35时,复合材料性能优异,材料断面呈韧性断裂。     

增容剂对短切GF增强PP复合材料性能的影响

通过熔融共混法制备了短玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)复合材料,加入不同种类和含量的马来酸酐接枝物以改善PP和GF的相容性,制备出既增强又增韧的GF增强PP复合材料。利用熔体流动速率(MFR)仪、差示扫描量热(DSC)仪、热变形温度(HDT)仪、扫描电子显微镜(SEM)和万能试验机对所制备的材料进行分析测试。结果表明,加入马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)和马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)均能增大复合材料的MFR,改善加工流动性;相比PP/GF复合材料,加入1份POE-g-MAH的复合材料的HDT提高了5℃,加入1份PP-gMAH的复合材料的HDT提高了14℃;而加入2份POE-g-MAH的复合材料的HDT远远高于加入2份PP-g-MAH的复合材料。加入短GF能够提高PP的结晶度,加入少量(1份或2份)PP-g-MAH和POE-g-MAH均能提高复合材料的结晶温度和起始结晶温度,具有异相成核的作用。通过SEM观察发现,加入两种接枝物均能增加GF表面附着的聚合物,提高GF与PP的粘附力;加入2份POE-g-MAH和PP-g-MAH的复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量最佳,相比PP/GF复合材料,分别提升25.1%和25.9%,38.0%和40.3%,13.9%和19.2%;常温(23℃)和低温(-20℃)简支梁缺口冲击强度分别提升76.6%和55.0%,42.2%和30.6%。两种接枝物均能提高GF增强PP复合材料的力学性能,且加入2份POE-g-MAH的复合材料不仅表现出与加入2份PP-g-MAH的复合材料相近的拉伸和弯曲性能,而且具有更优异的冲击性能。     

长玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究

采用熔体浸渍包覆长玻璃纤维装置制备了长玻纤增强聚丙烯(PP/LFT)复合材料,通过双螺杆挤出机制备了同等配比的短玻纤增强聚丙烯(PP/SFT)复合材料。研究了增容剂含量、预浸料颗粒长度以及加工工艺对玻纤增强聚丙烯(PP/GF)复合材料力学性能的影响。结果表明:PP/LFT复合材料的力学性能明显优于PP/SFT复合材料,其拉伸强度及缺口冲击强度分别可达115.0 MPa和42.4 kJ/m~2;增容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)的加入明显改善了GF与PP间的界面黏结强度,进一步提升了复合材料的力学性能,相比之下,增容剂对PP/SFT复合材料的性能提升效果更为明显;提高预浸料颗粒长度有利于复合材料纤维保留长度和力学性能的提升;适度提高加工温度,可进一步提高浸渍效果和复合材料的力学性能。     

聚烯烃弹性体对剑麻纤维增强聚丙烯复合材料性能的影响

为提高剑麻(SF)增强聚丙烯(PP)复合材料的韧性,分别采取乙烯-辛烯共聚物(POE)和马来酸酐接枝POE(POE-g-MAH)二种弹性体对其进行增韧改性;研究了弹性体和纤维用量的变化对SF/PP/弹性体三元复合体系力学性能的影响及其内在原因。结果表明:POE和POE-g-MAH对剑麻增强聚丙烯复合材料均有良好的增韧效果;仅从增韧效果而言,在弹性体用量较低阶段POE优于POE-g-MAH,但当弹性体增至30%以后,POE-g-MAH则好于POE;在拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度及弯曲模量方面,POE-g-MAH均比POE效果更好。     

聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/环氧树脂/玻璃纤维复合材料的制备及其性能研究

通过双螺杆挤出机制备了聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/环氧树脂/玻璃纤维（PP/PP-g-MAH/EP/GF）复合材料,并研究了PP-g-MAH含量、EP含量及固化剂对复合材料力学性能的影响。结果表明,PP-g-MAH含量为10份,含有固化剂EP的含量为3份时,复合材料的综合力学性能最佳;与不加EP的复合材料相比,其拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别提高了41 %、47 %、86 %。扫描电子显微镜分析表明,EP的加入明显改善了GF和PP基体的黏结强度。     

Structures and properties of low‐shrinkage polypropylene composites

The high shrinkage and the low impact strength severely limit the applications of the isotactic polypropylene (iPP). In this article, we studied the shrinkage, microstructure, and mechanical properties of the composites consisted of iPP, short glass fiber (GF), maleic anhydride grafted polypropylene (MPP), maleic anhydride grafted polypropylene/polyolefin elastomer (MPPPOE) or composite toughening agents (CTAs). The results show that the shrinkage of the composite with 40% GF reduces to 0.0754% (24 h) and 0.0893(48 h), respectively, under room temperature, which is far lower than the shrinkage [1.782% (24 h) and 1.821% (48 h)] of the pure iPP. For the composite of PP/GF/MPPPOE/CTAs (55/30/5/10), the tensile strength increases to 65.53 MPa (33.8 MPa for pure iPP), the tensile modulus is 1445 MPa which is 136% higher than pure iPP, and the izod impact strength reaches 22.72 kJ/m² (only 5.28 kJ/m² for pure iPP). Not only the scale stability of iPP is remarkably improved, but also the comprehensive mechanical properties are enhanced drastically. This work may generate potential opportunities for iPP in those applications demanding high scale stability. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2017 , 134, 44275.     

增韧增强聚丙烯材料性能的实验研究

采用弹性体(Delene1175G)和无碱玻璃纤维(GF)对聚丙烯(PP)进行了复合改性研究,考察了Delene1175G和GF含量对PP性能的影响,用扫描电子显微镜进行了组织结构观察。实验结果表明:弹性体和经偶联剂处理的无碱玻璃纤维可大幅提高PP复合体系的机械性能;不用偶联剂处理的GF增强作用甚微。     

聚丙烯/麦秸秆木塑复合材料的力学性能

采用转矩流变仪混合造粒,通过注射成型方法制备了聚丙烯(PP)/麦秸秆木塑复合材料,研究了NaOH浓度、增容剂的含量和麦秸秆含量对PP/麦秸秆木塑复合材料力学性能的影响,采用扫描电子显微镜对麦秸秆表面及复合材料的断面形貌进行分析。结果表明:8%NaOH溶液处理麦秸秆时,PP/麦秸秆木塑复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度达到最大;马来酸酐接枝PP增容剂的加入使得麦秸秆与PP的界面相容性提高,复合材料的力学性能增加;在一定范围内麦秸秆的添加降低了PP材料的拉伸强度和冲击强度,而提高了其弯曲强度,并且PP/麦秸秆复合材料的弯曲强度随着麦秸秆含量的增加而增加,在麦秸秆含量为30%时弯曲强度达到最大值为43.4 MPa。     

PP/POE/PE/CaCO3/PP-g-MAH复合材料力学性能的研究

采用熔融共混法制备聚丙烯/聚烯烃弹性体/聚乙烯/马来酸酐接枝聚丙烯（PP/POE/PE/CaCO3/PP-g-MAH）复合材料,并研究其力学性能。结果表明：PP-g-MAH可提高PP与CaCO3的相容性,使复合材料的韧性和拉伸性能得到提高,PE可提高PP与POE的相容性,并有效提高复合材料的韧性,经POE、PE、CaCO3和PP-g-MAH之间的相互协同改性作用可制得综合性能优良的PP复合材料。     

GF增强PP复合材料的尺寸稳定性与力学性能

研究了马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)含量及玻璃纤维(GF)含量对GF增强聚丙烯(PP)复合材料尺寸稳定性与力学性能的影响。结果表明,加入PP-g-MAH后,复合材料的线性膨胀系数和收缩率下降,结晶度、拉伸强度、弯曲强度和悬臂梁缺口冲击强度提高,但断裂伸长率下降。相比不添加PP-g-MAH的复合材料,当PP-g-MAH质量分数达到6%时,复合材料在流道方向上的线性膨胀系数从29.88μm/(m·℃)降低至24.93μm/(m·℃),在流道方向上的收缩率从0.20%下降至0.18%,拉伸强度、弯曲强度和悬臂梁缺口冲击强度基本达到最大值,分别提高130.18%,96.52%和49.20%;随着GF质量分数的增加,复合材料的线性膨胀系数和收缩率均显著下降,拉伸强度、弯曲强度和悬臂梁缺口冲击强度提高,而断裂伸长率和结晶度下降。相比不添加GF的复合材料,当GF质量分数为40%时,复合材料在流道方向上的线性膨胀系数从101.30μm/(m·℃)降低至18.08μm/(m·℃),在流道方向上的收缩率从1.43%下降至0.08%,结晶度从45.05%下降至23.96%,拉伸强度、弯曲强度和悬臂梁缺口冲击强度分别提高168.87%,306.40%和129.52%。