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。     

增容剂对PP/PP-g-MAH/CaCO_3复合材料性能与形态的影响

采用熔融混合法制备了PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料,并利用万能试验机、差示扫描量热仪(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)分析了PP-g-MAH含量对PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料力学性能、结晶性能与界面形态的影响。结果表明:随着增容剂PP-g-MAH含量的增加,PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料的拉伸强度从25.7 MPa增加到32.0 MPa,弯曲强度从34.7 MPa增大到41.2 MPa;结晶温度则先增大后逐渐减小,当PP-g-MAH含量为2%时结,晶温度为123.9℃,结晶度为44.7%;而断裂伸长率和冲击强度逐渐减小。     

改性剑麻纤维含量对聚丙烯性能的影响

研究了偶联处理后的剑麻纤维(SF)对聚丙烯(PP)性能的影响,以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)作为界面相容剂,制备了PP/SF/PP-g-MAH复合材料,考察了改性SF含量对PP/SF/PP-g-MAH复合材料流动性能、热性能、燃烧性能和力学性能的影响。结果表明,当SF含量由零增加到30%(质量分数,下同)时,PP/SF/PP-g-MAH复合材料的熔体流动速率降低了3.1g/10min,维卡软化温度升高了5.1℃,拉伸强度升高了6.0MPa,弯曲强度升高了20.7MPa,缺口冲击强度降低了3.1kJ/m~2,无缺口冲击强度降低了60kJ/m~2。     

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。     

PP-g-MAH对SEBS/PP/MH/EG阻燃复合体系结构与性能的影响

在氢氧化镁(MH)与可膨胀石墨(EG)复配阻燃石蜡油改性苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)/聚丙烯(PP)共混物(O-SEBS/PP)体系中,用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)增容,研究其对O-SEBS/PP/MH/EG阻燃复合体系结构和性能的影响。结果表明:以一定量的PP-g-MAH代替基体中的PP增容后,复合材料在保持UL94垂直燃烧V-0级的同时,拉伸强度(σmax)与100%定伸强度(σ100)随着PP-g-MAH用量的增加而增大,在质量分数为6%时,分别为13.4 MPa和9.0 MPa,较未添加PP-g-MAH时分别提高13.6%和76.5%;撕裂强度则下降4.0%。复合材料的毛细管流变实验和淬断面扫描电子显微照片分析表明:PP-g-MAH的加入改善了复合材料中MH、EG与O-SEBS/PP共混物基体间的界面黏合力,提高了相容性。     

酒糟增强聚丙烯复合材料的制备与性能研究

通过熔融共混制备了酒糟(DG)增强聚丙烯(PP)复合材料,考察了DG用量、粒径以及马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）相容剂对复合材料性能的影响。结果表明,DG的加入使得复合材料的热稳定性和阻燃性能提高;PP/DG复合材料的结晶温度随DG含量的增加而升高,说明DG对PP有异相成核的作用;当粒径为100 μm 的DG用量为10 %（质量分数,下同）时,复合材料的缺口冲击强度相比纯PP提高了55.2 %;一定的粒径范围内,复合材料的力学性能与DG粒径呈正相关;PP-g-MAH含量为2 %,DG含量为10 %的复合材料的拉伸强度比未加相容剂时提高了9.3 %,比纯PP提高了4.1 %;PP-g-MAH的加入使得DG颗粒与PP基体间的界面结合明显改善。     

碳酸钙晶须对PP/芳纶浆粕复合材料性能的影响

利用双螺杆挤出机制备了聚丙烯(PP)、碳酸钙(Ca CO3)晶须/芳纶浆粕(PPTA-pulp)系列复合材料,采用力学性能测试方法研究了Ca CO3晶须对芳纶浆粕(5%)填充PP复合材料性能的影响,利用摩擦磨损试验机、热变形温度测试仪研究了PP/Ca CO3晶须/PPTA-pulp复合材料的摩擦学性能及耐热性能,并比较了硬脂酸锌与聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)改善相容性的效果。结果表明,随着Ca CO3晶须含量的增加,复合材料的拉伸强度先增加后减小,弯曲强度增加,冲击强度逐渐减小;Ca CO3晶须提高了复合材料的摩擦因数与热变形温度;PP-g-MAH改善了纤维与PP基体以及Ca CO3晶须与PP基体之间的亲和性,效果要好于硬脂酸锌。     

聚丙烯/高密度聚乙烯/氮化硼导热复合材料的制备及性能研究

以聚丙烯（PP）/高密度聚乙烯（HDPE）共混物为基体，六方氮化硼（h-BN）为导热填料，聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH）为相容剂，通过熔融共混法制备PP/HDPE/h-BN和PP/HDPE/h-BN/PP-g-MAH导热复合材料。采用导热系数仪、场发射扫描电镜、万能试验机、热分析仪等测试导热复合材料，研究不同含量的h-BN、PP-g-MAH对复合材料导热性、力学性能、结晶性能和耐热性的影响。结果表明：随着h-BN含量的增加，PP/HDPE/h-BN复合材料的弯曲强度、热导率和耐热性提高。当h-BN含量为20%，复合材料的弯曲强度达到41.02 MPa；当h-BN含量为25%，复合材料热导率达到0.372 1 W/（m·K）。h-BN对PP的结晶具有促进作用，提升PP的结晶速率和结晶温度。PP、HDPE与h-BN质量比为64∶16∶15时，添加5%的PP-g-MAH，增强了h-BN和基体材料的界面相容性，复合材料的弯曲强度达到42.72 MPa，拉伸强度达到26.64 MPa，热导率达到0.356 1 W/（m·K）。     

玻纤增强共聚聚丙烯高性能化的研究

利用韧性优良的共聚聚丙烯(PPR)作为增强基体,通过玻纤(GF)与PPR制备高性能PPR/GF复合材料,研究了流动改性剂、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和玻纤的含量以及挤出次数对PPR/GF复合材料结构与性能的影响.结果表明:自制的流动改性剂可大幅增加PPR/GF的熔体质量流动速率,流动性可适用于注塑工艺;PP-g-MAH增加了PPR基体与GF之间的界面相互作用,提高PP/GF复合材料的力学性能;随玻纤含量增加,PP/GF复合材料的拉伸强度和模量大幅增加,缺口冲击强度和断裂伸长率有所降低,但材料的韧性仍保持较高水平,所制备PPR/GF/PP-g-MAH共混材料的性能与ABS相当,可替代ABS工程塑料作为结构件使用;多次挤出加工会降低PPR/GF复合材料中玻纤的平均长度和材料的力学性能.     

PP/云母高填充复合材料性能的研究

以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为相容剂,采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/云母填充复合材料,通过力学性能测试以及SEM、DSC等分析手段,对PP/云母高填充复合材料的性能进行了研究。结果表明:适量PP-g-MAH以及云母的添加可有效提高PP的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量,其中,当PP-g-MAH和云母的添加量分别为20%和40%时,PP/云母复合材料具有最佳综合力学性能。另外,随着云母粒径的减小,PP/云母复合材料的拉伸强度提高,冲击强度降低;云母在PP基体中起到了异相成核作用,云母粒径越小,其异相成核作用越强,复合材料的结晶度则越大。     

聚丙烯/芦苇纤维复合材料力学及热性能的研究

以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为增容剂,制备了聚丙烯(PP)/芦苇纤维复合材料。采用万能拉力试验机、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析仪(TGA)对复合材料的力学性能、断面形态以及热性能进行了表征。研究结果表明:添加增容剂可以改善芦苇纤维与PP基体的界面结合性,从而提高了PP/芦苇纤维复合材料的拉伸性能、弯曲性能以及热稳定性。     

PP-g-MAH增容膨胀阻燃聚丙烯体系的研究

利用熔融共混制备了聚丙烯/膨胀型阻燃剂/马来酸酐接枝聚丙烯(PP/IFR/PP-g-MAH)阻燃复合材料。通过极限氧指数、热重分析、扫描电子显微镜及力学性能测试研究了PP-g-MAH对阻燃复合材料的阻燃性、热稳定性、微观形貌及力学性能的影响。结果表明,PP-g-MAH作为相容剂,当添加5 %的PP-g-MAH时,复合材料的极限氧指数达到30 %, 垂直燃烧达到UL 94 V-0级;随着PP-g-MAH含量的增加,阻燃剂和基体PP之间的界面作用力提高,体系的拉伸强度和弯曲强度均有提升,冲击强度减小幅度不大;与未加PP-g-MAH的复合材料相比,添加相容剂的复合材料成炭率明显提高。     

PP-g-MAH对MCC/rPP复合材料性能的影响

以微晶纤维素(MCC)为填料、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)作界面相容剂和无规共聚聚丙烯(r PP)为基体,通过熔融共混法制备MCC/PP-g-MAH/r PP复合材料。研究了PP-g-MAH对MCC/PP-g-MAH/r PP力学性能、界面形貌、热稳定性和结晶动力学的影响。结果表明,PP-g-MAH提高了MCC和r PP的界面相容性。随着PP-g-MAH含量增加,MCC/PP-g-MAH/r PP的拉伸强度、拉伸模量均呈现先上升后下降的趋势,弯曲强度、弯曲模量呈现上升趋势。当PP-g-MAH含量为5%时,MCC/PP-g-MAH/r PP的力学性能最佳,拉伸强度为28. 46 MPa、弯曲强度为44. 22 MPa、冲击强度为0. 47 k J/m2分别比MCC/r PP拉伸强度(17. 80 MPa)、弯曲强度(28. 80 MPa)、冲击强度(0. 38 k J/m2)提升了60. 1%、53. 5%、23. 7%,r PP热分解温度提高了17℃而结晶温度下降。DMA结果表明,PP-g-MAH对MCC/PP-gMAH/r PP的玻璃化转变温度影响不明显,但是提高了储能模量和刚性。     

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。     

热氧老化对马来酸酐接枝聚丙烯的结构与性能的影响

以自制的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为研究对象,研究了PP-g-MAH对玻璃纤维增强聚丙烯材料性能的影响以及热氧老化对PP-g-MAH分子结构和性能的影响。结果表明,自制的PP-g-MAH大幅度提高了30%玻纤增强聚丙烯材料的力学性能;随着热氧老化时间的延长,PP-g-MAH的MFR不断增加,对玻璃纤维增强聚丙烯材料的力学性能的提升作用不断降低;通过凝胶色谱仪(GPC)、红外光谱(IR)和马来酸酐(MAH)接枝率测定结果的分析,热氧老化过程没有对PP分子链接枝的马来酸酐产生明显的影响,而是引起了聚丙烯分子链的断裂,造成PP-g-MAH分子量下降,导致自身力学性能下降,使得PP与玻璃纤维之间的界面强度下降,使得PP-g-MAH对玻璃纤维增强聚丙烯材料的力学性能提升作用下降。     

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。     

空心玻璃微珠和PP-g-MAH对PP力学性能及结晶性能的影响

通过熔融共混挤出的方法,制备了聚丙烯(PP)/空心玻璃微珠(HGB)和PP/聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)/HGB复合材料。研究了HGB和PP-g-MAH对复合材料微观结构、力学性能和结晶性的影响。结果表明,PP-g-MAH可提高HGB与PP的相容性;复合材料的拉伸强度和弯曲强度随HGB的增加表现出先增大后减小的趋势,断裂伸长率和冲击韧性逐步下降;PP-g-MAH可进一步提高拉伸强度、弯曲强度和冲击强度。PP-g-MAH的加入促使产生少量β晶,HGB和PP-g-MAH都降低了PP的结晶度和结晶速率。     

PP/核桃壳粉复合材料的制备与性能研究

以核桃壳粉(WSP)为填料,采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/WSP复合材料。研究了聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)界面相容剂、三元乙丙橡胶(EPDM)弹性体等对PP/WSP复合材料力学性能和热稳定性的影响。结果表明:PP-g-MAH界面相容剂能够改善WSP与PP的界面相容性,增强界面黏结强度,提高复合材料的力学性能,添加7%的PP-g-MAH可以使WSP用量为50%的PP/WSP复合材料的拉伸强度提高49.5%,弯曲强度提高52.9%;而添加EPDM弹性体的PP/WSP复合材料的韧性显著改善。WSP对聚合物基体的热稳定性有一定促进作用。     

PP/生物质灰复合材料的制备与力学性能研究

采用熔融共混工艺制备了聚丙烯(PP)/生物质灰复合材料,考察了生物质灰用量、偶联剂处理和马来酸酐接枝PP增容剂(PP-g-MAH)对复合材料力学性能的影响.研究发现,生物质灰用量为20份时,复合材料的拉伸强度和冲击强度较纯PP的性能有所提高;偶联剂KH550用量为生物质灰用量的l%时效果较好;PP-g-MAH增容剂对复合材料的增容效果明显,使材料的力学性能提高.     

PP/甘蔗皮纤维复合材料的拉伸性能

采用热压工艺制造聚丙烯(PP)/甘蔗皮纤维复合材料,并研究其拉伸性能。研究热压温度为175℃、压力为2 MPa、时间15 min工艺条件下纤维粒径大小和质量分数对复合材料拉伸强度和拉伸弹性模量的影响。结果表明:在甘蔗皮纤维质量分数为40%条件下,复合材料拉伸性能随着粒径减小呈现先增加后减少的趋势,当纤维粒径为40~60目(0.45~0.3 mm)时材料拉伸强度最大,为8.58 MPa,此时弹性模量为2.44 GPa;在相同纤维粒径40~60目条件下,纤维质量分数为40%时PP复合材料拉伸强度最大,纤维质量分数为50%时PP复合材料拉伸弹性模量最大,达到2.65 GPa。根据实验结果,甘蔗皮纤维增强PP复合材料在纤维粒径为40~60目、质量分数在40%时综合拉伸性能最佳。