聚甲醛/纳米CaCO3体系的制备与性能

用纳米CaCO3填充改性聚甲醛(POM)，研究了纳米CaCO3的含量、粒径对POM／纳米CaCO3复合体系力学性能、分散形态等的影响。结果表明，影响复合体系韧性的主导因素是纳米CaCO3在POM中的分散形态及其与POM间的界面粘结状况；纳米粒子在POM中分散均匀，分散相尺寸小，与POM间界面粘结好有利于提高复合体系的冲击韧性；纳米CaCO3的增强增韧作用优于微米CaCO3。     

纳米CaCO3/EPO/PP复合材料性能与结构的研究

研究了纳米CaCO3／EPO／PP复合材料的力学性能、熔体流变性能及纳米CaCO3粒子在PP基体中的分散状况。结果表明：弹性体EPO对PP有很好的增韧效果，当EPO用量为4份时，PP从脆性断裂转变成韧性断裂；当EPO用量为10份时，PP复合材料的室温和低温缺口冲击强度均有大幅度的提高。在EPO／PP复合材料中加入纳米CaCO3不仅可以显著提高复合材料的室温和低温缺口冲击强度，而且可显著提高复合材料的弯曲弹性模量和MFR，改善复合材料的加工流动性能；纳米CaCO3粒子在PP中达到了纳米级分散。     

POE和EPDM增韧PP/CaCO3复合材料的研究

用聚烯烃弹性体(POE)和两种三元乙丙橡胶(EPDM)增韧PP／纳米CaCO3，研究了弹性体种类和用量对复合材料的力学性能和流动性能的影响。结果表明：随弹性体用量增加至30份，3种复合材料的拉伸强度下降，断裂伸长率上升，硬度下降，常温和低温冲击强度都有较大幅度提高；在20～25份填充范围内，POE增韧效果良好，PP／POE／CaCO3的综合性能优良；弹性体填充量为30份时，3体系为典型的假塑性流体，PP／POE／CaCO3体系有更强的非牛顿性(粘切敏感性)。     

纳米CaCO3/CPE/EPDM复合材料制备及性能研究

研究了纳米CaCO3增韧CPE/EPDM复合材料的制备方法,探讨了纳米CaCO3、CPE的用量对EPDM对复合材料力学性能、电性能以及热氧老化性能的影响。结果表明:向EPDM添加经不饱和酸处理的纳米CaCO3和CPE后,纳米CaCO3/CPE/EPDM的共混比为10/25/65,DCP用量为3 phr,TAIC用量为1 phr时,可以制得综合性能较好的纳米CaCO3/CPE/EPDM复合材料,拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、体积电阻率比纯EPDM分别提高了60%、20%、20%、15%,而材料的热氧老化性能变化趋势与纯EPDM差异不大。     

纳米CaCO3对LLDPE/POE/mPE力学性能影响

采用不同种类及用量的偶联剂活化纳米碳酸钙(CaCO3)，并以熔融共混方法制备了LLDPE(线性低密度聚乙烯)／POE(聚烯烃类弹性体)／mPE(茂金属聚乙烯)／纳米CaCO3复合材料，对该体系的力学性能进行了系统研究。结果表明，3．5％(质量分数，下同)的硼酸酯偶联剂SB-99可对纳米CaCO3起到良好的活化作用，随活化纳米CaCO3的加入，复合材料的拉伸强度与断裂伸长率呈峰形变化，且在纳米CaCO3含量为5％左右时达到最大值。     

PP/弹性体/纳米CaCO3三元复合材料研究

以聚烯烃弹性体POE(乙烯辛烯共聚物)为增韧剂，以纳米CaCO3为增强剂，利用双螺杆挤出机，通过熔融共混工艺制备了聚丙烯(PP)／POE／无机纳米粒子复合材料。测试了复合材料的力学性能并利用扫描电子显微镜(SEM)对三元复合材料的断面形态进行了研究。研究结果表明，利用纳米CaCO3对共混物PP／POE进行改性，存在一个最佳用量，一般为5％左右。采取将纳米CaCO3先与POE混合挤出后再与PP进行共混挤出的二步法工艺，复合体系的综合性能较优。     

聚酯型超分散剂在聚合物中的应用

采用聚酯型超分散剂对碳酸钙(CaCO3)进行表面处理，并用其填充改性聚氯乙烯(PVC)和聚丙烯(PP)，研究了超分散剂用量、聚合度对复合材料性能的影响。结果表明：超分散剂处理CaCO3的最佳用量与碳酸钙的粒径和表面特性密切相关，处理纳米CaCO3、轻质CaCO3、重质CaCO3的最佳用量分别为4％、2．0％和1．5％；超分散剂处理的纳米CaCO3填充改性PVC具有明显的增强增韧作用，对PVC的改性效果比PP好；超分散剂的最佳聚合度为7。     

热塑性聚氨酯/无机纳米粒子增韧改性聚甲醛研究

采用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和无机纳米粒子复合增韧改性聚甲醛(POM),制备了刚韧平衡的POM/TPU共混物。讨论TPU及无机纳米粒子种类、稳定剂体系及注塑工艺对复合材料力学性能的影响。结果表明,聚酯型TPU-2对POM增韧效果较好;纳米Ca CO3可以有效提高共混材料强度;添加抗氧剂Irganox 245制备的复合材料具有更高的断裂伸长率和冲击韧性;注塑工艺对POM/TPU复合材料性能影响较大。     

改性方法对PP/纳米CaCO3复合材料性能的影响

分别采用熔融共混法和原位聚合法制备了聚丙烯(PP)／纳米CaCO3复合材料，比较了用两种方法制备的PP／纳米CaCO3复合材料的力学性能及纳米CaCO3的分散状况。结果表明：当纳米CaCO3质量分数分别为5％和0．73％时，两种方法制备的复合材料的冲击强度达到最大值，分别为纯PP的2．2倍和2倍；两种方法中CaCO3均可达到纳米级分散；原位聚合法制备的复合材料的韧性断裂比熔融共混法更为明显，且综合性能与共混法相近，并有工艺上的优越性。     

纳米CaCO3填充ABS/PP合金复合物研究

通过熔融共混使纳米CaCO3粒子周围包覆上一层TPE橡胶,制备出纳米CaCO3母料,用其与PP、ABS共混复合制备出ABS/PP合金纳米填料复合物.该复合材料力学性能及熔体流动性能测试结果表明,纳米CaCO3含量在试验用量范围内,ABS纳米CaCO3复合物的拉伸强度随填料含量的增加而增加,当母料含量为17%,母料中纳米CaCO3填料含量为60%左右时有较佳的冲击性能;ABS/PP纳米CaCO3复合物在PP含量9%～10%时有最好的拉伸强度和冲击强度;纳米CaCO3填料含量对复合物的拉伸强度影响不大,随其用量增加对冲击强度有明显的提高;熔体流动性能在PP含量10%左右时达最大,但随填料含量增加而下降.     

Brittle‐Ductile Transition and Toughening Mechanism in POM/TPU/CaCO3 Ternary Composites

Summary: Polyoxymethylene (POM)/elastomer/filler ternary composites were prepared, in which thermoplastic polyurethane(TPU) and an inorganic filler, CaCO₃, were used to achieve balanced mechanical properties of POM. A two‐step processing method, in which the elastomer and the filler were mixed to a masterbatch first and then the masterbatch was melt‐blended with pure POM, was used to obtain a core‐shell microstructure with CaCO₃ covered by TPU. A brittle‐ductile transition phenomenon was observed with increasing TPU content for this ternary system. To better understand the toughening mechanism, we investigated the fractured surface, interparticle distance, and the spherulite size of POM as function of the TPU and CaCO₃ content. The critical TPU content depended on not only the content of CaCO₃, but also the size of CaCO₃ particles. The observed brittle‐ductile transition was discussed based on the crystallinity and spherulite size of POM as well as Wu's critical interparticle distance theory. The results showed that the impact strength of POM/TPU/CaCO₃ ternary system depends on a critical, interparticle distance, which varies from one system to another. The dependence of the impact strength on the spherulite size was considered for the first time, and a single curve was constructed. A critical spherulite size of 40 micron was found, at which brittle‐ductile transition occurs, regardless of the TPU and CaCO₃ content or the size of CaCO₃ particles. Our results indicate that the spherulite size of POM indeed plays a role in determining the toughness, and must be considered when discussing the toughening mechanism.

Izod impact strength vs. the crystal size for POM/TPU blends and POM/TPU/CaCO₃ ternary composites.     

聚甲醛/弹性体/纳米碳酸钙复合材料的制备及性能研究

采用双螺杆熔融共混的方法,以4种不同的混合顺序,制备了聚甲醛/热塑性聚氨酯弹性体/纳米碳酸钙（POM/TPU/nano-CaCO3）复合材料。通过力学性能测试、偏光显微镜、差示扫描量热仪、熔体流动速率仪和扫描电子显微镜,考察了nano-CaCO3的用量对POM/TPU(90/10)复合材料力学性能的影响,并探讨了共混方式对复合材料力学性能及微观结构形态的影响。结果表明,4 %的nano-CaCO3与TPU预先混合制成母粒再与POM共混得到的复合材料中POM晶粒发生明显细化,缺口冲击强度高达12.5 kJ/m2,冲击性能较为优异。     

聚氨酯/纳米碳酸钙改性聚甲醛的研究

采用机械共混方法,制备了聚甲醛/热塑性聚氨酯/纳米碳酸钙(POM/TPU/nano-CaCO3)复合材料。研究了TPU/nano-CaCO3配比及用量对复合材料力学性能的影响,并用差热分析仪(DSC)及偏光显微镜(PLM)对复合材料的结晶性能和微观形态结构进行了分析。结果表明:当TPU与nano-CaCO3的总用量为10份,其中TPU与nano-CaCO3的质量比为7:3时,体系的缺口冲击强度出现最大值12.84kJ/m2,比纯POM提高了88.5%。同时TPU和nano-CaCO3的加入降低了POM的结晶度,缩小了球晶尺寸。     

改性聚丁二烯在PP中的应用

将改性聚丁二烯(MLPB)应用于聚丙烯(PP)、PP/滑石粉(Talc)/弹性体及PP/CaCO3体系中,考察了w(MLPB)、加工条件对复合材料性能的影响。结果表明加入w(MLPB)为7%后,PP的拉伸强度提高35%、缺口冲击强度提高138%、热变形温度提高4%;PP/Talc/弹性体体系的熔体流动速率提高50%、冲击强度提高200%;在w(MLPB)为3%的PP/CaCO3体系中,随着加工温度的提高,体系的力学性能均有不同程度地提高。     

含异氰酸酯基的低聚物和聚醚增容改性POM/TPU共混物

利用双螺杆挤出机制备了聚甲醛(POM)/热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、POM/TPU/含异氰酸酯基的低聚物(Z)以及POM/TPU/Z/聚醚3种共混物。采用力学性能测试、差示扫描量热分析(DSC)、偏光显微镜(PLM)、傅里叶转换红外线光谱 (FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、动态力学性能分析(DMA)等,研究了3种共混物的力学性能、结晶行为及形态结构。结果表明：共混物的缺口冲击强度和断裂伸长率随TPU含量的增加而提高;异氰酸酯基低聚物（Z）和聚醚在促进分散相分散、增强两相间的相容性方面发挥重要作用,降低了聚甲醛的结晶度,能够有效地提高共混物的缺口冲击强度和断裂伸长率。     

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。     

两种不同基体木塑复合材料的制备及性能研究

以稻糠代替木粉,分别制备了高密度聚乙烯(HDPE)基体和聚甲醛(POM)基体木塑复合材料。结果表明稻糠含量小于50%时,这两种木塑复合材料均具有良好的加工流动性;稻糠含量从0增加到50%,拉伸强度和冲击强度下降,热变形温度提高;稻糠含量40%时,木塑复合材料韧性相对于单纯树脂下降最小;稻糠含量在40%时,耐热性能改善效果最为明显。综合各因素对木塑复合材料性能的影响,稻糠填充量选在40%较合适。POM基体木塑复合材料在拉伸性能、弯曲性能和耐热性能方面优于HDPE基体木塑复合材料,但在无缺口冲击性能方面HDPE基体木塑复合材料优于POM基体木塑复合材料。     

PE-HD复合材料导热性能及力学性能的研究

通过双螺杆挤出机制备了高密度聚乙烯（PE-HD）/石墨/CaCO3增韧母料复合材料,并研究了石墨的表面处理、粒径、含量以及CaCO3增韧母料含量对复合材料导热性能及力学性能的影响。结果表明,偶联剂NDZ201对石墨表面具有较好的处理效果。石墨颗粒直径越小,复合材料的热导率及综合力学性能越高。CaCO3增韧母料能明显提高复合材料的热导率及缺口冲击强度。PE-HD/石墨/增韧母料250B的质量比为45/30/25时,复合材料的热导率可达1.72 W/(m·K),其缺口冲击强度与纯PE-HD相近,拉伸强度和弯曲强度分别比PE-HD提高了52 %和88 %。     

滑石粉及CaCO3对HDPE的共复合研究

在反应性偶联剂及助偶联剂存在下，将CaCO3或滑石粉对高密度聚乙烯（HDPE）进行复合时，随复合粉体含量的增加，CaCO3复合体系表现为拉伸强度下降但冲击强度大幅度增加，滑石粉复合体系则表现为拉伸强度有较大的增加但冲击强度有较大的下降；将滑石粉和CaCO3进行共复合时，可以同时发挥片状滑石粉的增强作用和近球状CaCO3的增韧作用，得到综合力学性能较好的复合材料，但其配合比、粉体总添加量及助偶联剂添加量将对体系的力学性能产生较大的影响；各体系冲击断面的扫描电子显微镜照片所显示的微观形状和其力学物性有较好的对应，证明在共复合体系中，CaCO3既能通过偶联剂及助偶联剂的作用对HDPE产生较好的增韧效果，又能对滑石粉的分散起到一定的促进作用，使体系的拉伸强度有所提高。