表面改性剂对聚丙烯/氢氧化镁复合材料燃烧性能和热稳定性及结晶行为的影响

研究了硅油对聚丙烯(PP)/氢氧化镁(MH)复合材料性能的影响。通过极限氧指数(LOI)、热失重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)对PP及阻燃PP的性能进行了研究。结果表明,阻燃PP比纯PP有较高的残留量,热稳定性得到改善。其LOI达到难燃塑料的要求,有良好的阻燃性。未经改性的MH对PP基体有异相成核作用,使结晶峰温度向高温方向偏移,而硅油削弱填料对PP基体的异相成核作用。POM分析表明,MH粒子在基体中的分散性对PP的晶粒形貌和尺寸起着十分重要的作用。     

无机粉体活化及填充改性PP/PE复合材料的研究

概述了无机粉体表面改性剂的选用以及粉体的活化工艺,无机粉体种类、粒径和形貌等因素对改性填充PP/PE复合材料性能的影响以及无机粉体填充PP/PE基体结晶行为的变化。     

珊瑚粉作为聚丙烯β成核剂载体的性能研究

本文制备了珊瑚粉／聚丙烯（PP）复合材料并对其性能进行了研究。首先,废弃的珊瑚经破碎得到粉体,通过溶液法使用庚二酸（PA）对粉体进行表面改性,然后通过熔融共混将其与PP进行混合挤出,最后对复合材料的结晶熔融行为、力学性能、表面形貌和非等温结晶动力学进行了分析。结果表明：经庚二酸修饰的珊瑚粉是一种高效的B成核剂,使复合材料的口晶含量能够达到最大的92．2％,显著提升了复合材料的抗冲击性能,并且能够改善珊瑚粉在基体中的分散以及与基体的相容性;而熔融结晶行为以及非等温动力学表明,改性珊瑚粉的加入能起到异相成核,降低活化能,促进结晶的作用。     

苯乙烯原位聚合改性氢氧化镁/聚丙烯复合材料的流变特性

采用乙烯基硅烷在纳米氢氧化镁(MH)表面引入乙烯基后与苯乙烯进行原位聚合,制备了苯乙烯原位聚合改性氢氧化镁 (MMH)。将改性前后的MH分别与聚丙烯(PP)熔融复合制备了不同的MH/PP复合材料,采用扫描电镜和毛细管流变仪研究了复合材料的形态结构和流变特性。结果表明：MH/PP复合材料为剪切变稀的非牛顿流体,其表观黏度、非牛顿指数大于PP。随着填充量的增加,MH/PP复合材料表观黏度增大,非牛顿指数总体上也表现出增大的趋势。低的填充量降低了PP的黏流活化能,随着MH填充量的增加,复合材料的黏流活化能明显增大。然而,MH的苯乙烯原位聚合改性显著改善了复合材料的分散性,改性后MH的“滚珠”效应明显降低了复合材料的表观黏度,非牛顿指数和黏流活化能也比 PP熔体的小,且黏流活化能随改性MH填充量的增加而进一步减小。     

母料制备纳米CaCO3/PP复合材料的结晶性能

本文用溶液法制备的不同单体改性PP包覆纳米CaCO3母料制备纳米CaCO3/PP复合材料,用DSC和POM研究了复合材料中PP的结晶与熔融行为及结晶形态.研究结果表明改性复合材料中PP的结晶温度与单体类型和用量有关.单体的极性增加,异相成核作用越强.除马来酸酐外,反应单体改性对PP熔融温度影响不大,但峰形不同.丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐和苯乙烯改性更有利于形成β晶,β晶熔融峰的强度与单体类型有关;但丙烯酸改性无β晶形成.改性复合材料的球晶明显变小.     

表面改性对聚丙烯/纳米氢氧化镁复合材料性能的影响

研究了表面处理剂(钛酸酯和硅烷偶联剂)对聚丙烯/纳米氢氧化镁(MH)阻燃复合材料性能的影响。通过高压毛细管流变仪、LO I、力学测试、DSC和SEM对PP/纳米MH复合体系的结构与性能进行了研究。结果表明,所选偶联剂能有效地降低复合体系的表观黏度,改善体系的流动性。未改性的纳米MH对PP基体有异相成核作用;而表面改性剂能削弱填料对基体的异相成核作用。改性后的纳米MH粒子以独立形式均匀分散在基体中,PP与纳米MH界面的粘接力得到了加强,复合材料的拉伸性能和冲击强度有较大幅度的提高,阻燃性能也得到了改善。     

纳米SiO2制备及改性

为了改善纳米SiO2的分散性,用溶胶-凝胶技术制备了纳米SiO2凝胶,并用不同改性剂对粉末进行了表面改性.采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、粒度分析仪(PSA)、紫外-可见光分光光度计(UV-VS)等分析了纳米SiO2的粒径及分散性.结果表明,正硅酸乙酯的水解和缩合反应条件直接影响纳米SiO2粉体的粒径大小.KH-550硅烷偶联改性剂用量、改性时间等因素对改性效果有明显的影响.当改性剂用量为4.1%(质量分数),改性时间为2h时,可得到高分散性的纳米SiO2粉体.纳米SiO2粉末易发生团聚,只有对其进行表面改性,才能得到疏水性纳米SiO2粉末.     

二硫化钼粉体的表面改性研究

为了得到良好亲油性的二硫化钼(MoS2)粉体,采用湿法改性工艺,分别以硅烷偶联剂(KH570)、硬脂酸(SA)及其复合改性剂对MoS2粉体进行表面改性,并进行粉体悬浮液的浊度、活化指数等分析。结果表明:改性MoS2粉体疏水亲油性提高;对改性前后的MoS2粉体进行了FT-IR及XRD的结构表征,结果表明,粉体粒子表面成功地被有机物包覆;将改性MoS2粉体填充于聚苯硫醚(PPS)、聚丙烯(PP)复合材料,力学拉伸试样断口的SEM分析表明:改性MoS2在PPS-PP复合材料中无团聚且分散均匀。     

可膨胀石墨的功能化改性及其在阻燃聚丙烯中的应用

研究了1种有机协效阻燃剂(OSF)表面功能化可膨胀石墨(EG)及其在阻燃聚丙烯(PP)中的应用。通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、极限氧指数(LOI)、UL-94垂直燃烧、热失重分析(TG)和差示扫描量热(DSC)等表征方法对EG的功能化效果、阻燃PP复合材料的阻燃性能、热稳定性、结晶行为与力学性能进行了研究。结果表明OSF成功地接枝到了EG表面。改性后的EG是1种有效的阻燃剂,能显著提高PP的阻燃性能,其阻燃性能达UL-94V0级。改性EG的加入,PP的热稳定性得到改善,高温时的残炭量增加。改性EG对PP有异相成核作用,PP结晶温度向高温方向偏移。阻燃剂的加入劣化了PP的力学性能,且随着其含量的增加而逐渐降低。     

硅酸铝- 硅灰石复合粉体材料的制备及其在聚丙烯中的应用

以硅灰石为原料,以硫酸铝和水玻璃为包覆剂,采用化学沉淀法,制备了一种纳米硅酸铝- 硅灰石复合粉体材料;用氨基硅烷对该材料进行表面改性后填充聚丙烯制备了聚丙烯复合材料。采用 SEM、BET氮吸附比表面积仪、粒度仪、白度仪、XRD、EDX、FTIR等测试方法对复合及表面改性粉体材料进行了表征,并探讨了氨基硅烷改性复合粉体的机制。结果表明：硅灰石表面均匀地包覆了一层纳米硅酸铝,白度由90.5提高到92.5,比表面积由1.41m2/g提高到4.78m2/g,晶粒平均尺寸为54 nm;填充 PP质量分数40%的改性复合粉体可以使纯PP的拉伸强度由17.81 MPa 提高到 21.97 MPa,弯曲强度由23.72 MPa 提高到39.20 MPa,热变形温度由65.7℃ 提高到94.3℃。     

官能团化聚丙烯改性Mg(OH)2/PP中PP结晶的异相成核作用

用DSC研究了外加官能团化聚烯烃(FPP)、接枝单体和原位形成FPP改性Mg(OH)2／聚丙烯中的异相成核作用。Mg(OH)2表面的异相成核作用使聚丙烯(PP)结晶温度提高;外加FPP使PP结晶温度进一步提高,接枝单体加入也使复合材料中PP结晶温度提高,但原位形成FPP使PP结晶温度、熔点和结晶度降低。认为在改性复合材料中存在Mg(OH)2表面异相成核作用和FPP活化Mg(OH)2表面异相成核的协同作用。     

PP/POE/滑石粉三元复合材料的研究

研究了弹性体(POE)、滑石粉、偶联剂和填料处理方式对聚丙烯(PP)的力学性能、加工性能、结晶行为以及无机粒子在基体中分散形态的影响。结果表明,PP 2(K 7726)/POE(80/20)二元共混体系的综合性能较好;采用方式C(将两种偶联剂按1∶1的质量比,先加钛酸酯后加硅烷处理滑石粉)制得的PP 2/POE/T a lc(80/20/25)三元复合材料的力学性能比其它两种方式有显著提高。偏光显微镜(PLM)研究表明,方式C处理的滑石粉在体系中分散性最好;扫描电镜(SEM)显示,三元复合体系由PP 2/POE耗能少的空洞化断裂方式向耗能多的剪切屈服方式转变;DSC表明,采用方式C处理的滑石粉对聚丙烯的成核作用减弱。     

苯乙烯与丙烯酸改性PP/PS共混物的相形态与动态力学性能

制备了反应性单体(S t、AA)改性PP/PS共混物,用TEM、SEM、POM和DM A研究了改性对PP/PS共混物的相结构与动态力学性能的影响。结果表明,反应单体存在异相成核作用与增容作用,并促进PS在PP中的分散,分散相粒子尺寸和PP球晶尺寸明显变小,AA的异相成核作用比S t的大。反应性单体改性提高共混物的储存和损耗模量,AA单体改性共混物的储存模量(E′)和损耗能量(E″)比S t改性的高。     

GF/PP/HDPE复合物的性能研究

本文运用差示大扫描量热(DSC)法研究熔融试样的冷却结晶放热曲线,用偏光显微镜技术分析复合物的形态结构.试验表明,玻璃纤维(GF)对聚丙烯(PP)起异相成核作用,改变聚丙烯的结晶形态;高密度聚乙烯(HDPE)对异相成核有协同效应,同时改进聚丙烯的脆性.     

聚丙烯/硬石膏复合材料的非等温结晶动力学

采用DSC研究了聚丙烯(PP)及聚丙烯/硬石膏复合材料的非等温结晶动力学,对所得数据用修正Avrami方程的Jeziorny法和Mo法进行处理。结果表明:硬石膏的加入提高了PP的结晶温度Tp和结晶速率,降低了结晶活化能ΔE,使实际降温速率下PP更易结晶。同样的含量下,经铝酸酯偶联剂改性硬石膏使PP结晶速率加快,但ΔE有小幅上升。研究表明,硬石膏有异相成核作用,填加20%时异相成核多于填加10%时,铝酸酯偶联剂的改性对该作用无明显影响。     

聚丙烯/四钛酸钾晶须复合材料研究

以PP-g-GMA为增容剂,利用熔融共混法制备了PP/PP-g-GMA/K_2Ti_4O_9晶须复合材料,借助于SEM、DSC和其他测试手段对复合材料的结构和性能进行了考查.SEM观察发现,K_2Ti_4O_9晶须含量较低时,分散较均匀,与树脂界面结合较好,含量较高时,粒子有团聚现象.力学性能测试结果表明,K_2Ti_4O_9晶须的加入提高了基体树脂的缺口冲击强度,对材料的拉伸强度影响不大.DSC测试结果表明,K_2Ti_4O_9晶须对PP的结晶有异相成核作用,出现双熔融峰和双结晶峰现象,使PP的结晶度提高,同时使PP的结晶温度大幅提高.     

苯甲酸功能化石墨烯-Al(OH)3协同阻燃聚丙烯

以氧化石墨（GO）为原料,制备了苯甲酸功能化石墨烯（BFG）,采用IR和XRD对BFG结构进行了表征。再将BFG作为阻燃协效剂添加到Al（OH）₃/聚丙烯（PP）中,研究不同质量比的BFG与Al（OH）₃对PP材料阻燃和力学性能的影响。通过对阻燃BFG-Al（OH）₃/PP复合材料进行极限氧指数（LOI）测试、热失重分析、锥形量热分析、拉伸测试及残炭SEM分析,考察BFG-Al（OH）₃/PP复合材料的阻燃性能和力学性能。研究结果表明,与其他阻燃PP相比,1.5wt% BFG-38.5wt% Al（OH）₃/PP的阻燃和力学性能最佳,LOI可达到24.6%,拉伸强度为20.64 MPa,且其热释放速率峰值和总热释放量比纯PP分别降低了51.5%和18.6%。     

Fracture resistance improvement of polypropylene by joint action of core-shell particles and nucleating agent

As a serial work about the fracture resistance improvement of polypropylene (PP), this work reports the joint effect of core-shell particles and nucleating agent (NA) on the microstructure and fracture resistance of PP. Core-shell particles were prepared through melt blending of ethylene-octene copolymer (POE) and calcium carbonate (CaCO₃). Different NA, i.e. α-form NA (P-tert-butylbenzoic acid-Al, MD-NA-28) and β-form NA (aryl amides compound, TMB-5) were introduced into PP matrix to control the crystalline structure. The phase morphology of POE and the distribution of CaCO₃ were characterized by using scanning electron microscope (SEM), and the crystallization behavior of PP matrix were investigated by using differential scanning calorimetry (DSC), wide angle X-ray diffraction (WAXD) and polarization optical microscope (POM). The mechanical properties were obtained through universal tensile measurement and notched Izod impact measurement. Surprisingly, the results show that through addition of so-called core-shell particles and NA simultaneously, the fracture resistance of PP can be dramatically improved.