聚丙烯/赤泥复合材料非等温结晶行为研究

以不同含量的赤泥(Red Mud)作为成核剂改性聚丙烯(PP),采用差示扫描量热仪(DSC)研究了PP/Red Mud复合材料的非等温结晶行为,并分析了基于Jeziorny理论和莫志深理论的结晶动力学,最后利用Kissinger法计算结晶迁移活化能(ΔE)。结果表明:PP中加入Red Mud后,复合材料的结晶起始温度To、结晶峰值温度Tp均有所提高;与纯PP相比,PP/Red Mud复合材料的半结晶时间t1/2和F(T)升高,而结晶速率常数Zc降低。当Red Mud含量为10%时,t1/2最小,Zc最大,说明加入10%的Red Mud对PP的成核作用最明显。当Red Mud质量分数为20%时,复合材料的ΔE最小。     

二核铝酸酯对碳酸钙的改性作用及应用研究

用经二核铝酸酯处理过的L-CaCO_2与聚丙烯(PP)共混,共混物的力学性能和扫描电镜观察均说明这些铝酸酯有显著的隅联作用。以2DH-306作偶联剂,当共混物的L-CaCO_2/PP<25/75时,共混物的冲击强度比PP平均高出10kJ/m~2,比未改性的L-CaCO_2的共混物高出近30kJ/m~2。所用的L-CaCO_3对PP的β-晶有成核作用,二核铝酸酯对此作用有增强的协同效应。共混物PP结晶中的β-晶含量对共混物的断裂伸长率有重大影响。     

偶联改性对木粉/PLA复合材料性能的影响

采用高速粉碎机对木粉进行机械活化,在此同时加入铝酸酯偶联剂对木粉进行表面改性,通过熔融挤出法制备木粉/PLA复合材料。以材料的力学性能为评价指标,研究了不同处理方法和铝酸酯用量对复合材料的改性效果,并利用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)和扫描电镜(SEM)分别对改性木粉及复合材料进行了分析。结果表明:机械活化对复合材料的力学性能影响较小,但破坏了木纤维结晶结构,从而提高了偶联反应活性,强化了铝酸酯的偶联效果;且当铝酸酯用量为1.0%时,力学性能最好。TGA、SEM进一步分析表明,铝酸酯用量为0.5%时,材料相容性最好。     

植物纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的研究

以聚丙烯（PP）、废瓦楞纸板制取的植物纤维为原料,采用马来酸酐接枝聚丙烯（MAH-g-PP）、铝酸酯偶联剂、铝钛偶联剂为界面相容剂,研究了植物纤维增强PP复合材料的力学性能。结果表明：未添加界面相容剂时,随着植物纤维用量的增加,复合材料冲击强度急剧下降,弯曲强度和拉伸强度上升;添加界面相容剂MAH—g—PP后。当植物纤维的质量分数为30％时,复合材料的弯曲强度和拉伸强度均达到最大值;在MAH—g-PP、铝酸酯偶联剂、铝钛偶联剂三者中,MAH—g—PP改善植物纤维与PP之间的界面相容性效果最佳;当MAH-g-PP添加质量为植物纤维添加质量的10％时,复合材料的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度及综合性能最佳。     

表面改性对可膨胀石墨填充PP/TPU复合材料的结晶行为、燃烧与力学性能的影响

研究了钛酸酯偶联剂对可膨胀石墨(EG)填充聚丙烯(PP)/热塑性聚氨酯(TPU)复合材料性能的影响。通过差示扫描量热(DSC)、热重分析(DTA)、锥形量热仪(CONE)和扫描电镜(SEM)表征方法对PP/PUT/EG复合体系的结晶行为、燃烧与力学性能进行了研究。结果表明,EG是一种有效的阻燃剂,能显著提高材料的阻燃性能。未改性的EG对PP/TPU基体有促进成核结晶作用;而偶联剂的添加削弱EG粒子对基体的这种作用。偶联剂的加入可以改善PP/PUT/EG复合材料的力学性能,当加入20phr的EG时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别由改性前的5.3MPa和17.6%提高到经改性后的5.6MPa和18.3%。     

马来酸酐混合单体改性PP/PS共混物的结晶与动态力学性能

用熔融法制备了马来酸酐（MAH）及其与苯乙烯（St）混合单体改性PP／PS共混物,以及MAH、St改性聚丙烯（原住形成PP／PS共混物）。用DSC、DMA和FT—IR研究了改性共混物的结晶与熔融行为、动态力学性能和接枝产物。结果表明,MAH加入对PP／PS共混物中PP的结晶温度影响不大,但其与St混合单体对共混物中PP的结晶温度影响明显,原位生成PP／PS的结晶温度也有较大提高。改性对共混物中PP的熔融温度影响不大,但熔融峰形变化明显。改性PP／PS共混物具有高的E′和E″强度。     

铝酸酯偶联剂表面改性微晶白云母/PVC复合材料的制备及力学性能

以中国川西地区发现的一种新型矿物资源微晶白云母为原料,以铝酸酯偶联剂F-1为改性剂,对微晶白云母进行改性研究,并将表面改性后的微晶白云母加入聚氯乙烯(PVC)中制得微晶白云母/PVC复合材料。测试了改性粉体与石蜡体系的黏度及复合材料的力学性能,并采用扫描电子显微镜表征了其微观结构。结果表明,铝酸酯偶联剂F-1能有效改善微晶白云母表面与有机物质的界面结合,并且将经铝酸酯偶联剂F-1改性的微晶白云母加入PVC基体中能提高微晶白云母/PVC复合材料的力学性能,当铝酸酯偶联剂的用量为1.0%(质量分数,下同)、微晶白云母用量为15%时,微晶白云母/PVC复合材料的力学性能最好。     

煤矸石电厂灰渣改性填充聚丙烯复合材料的性能

采用不同的改性剂对煤矸石电厂灰渣进行表面改性,将改性后灰渣与聚丙烯(PP)混合均匀,通过挤出注塑得到灰渣-聚丙烯复合材料,并测试其力学性能;利用SEM、FT-IR、DSC等分析方法,研究改性灰渣对复合材料力学性能与结晶行为的影响规律。结果表明,采用硅烷偶联剂SCA1113和SCA503组成的复合偶联剂体系对灰渣改性效果最好,改性后灰渣-PP复合材料较改性前的拉伸强度由25.70 MPa增加至29.58 MPa,弯曲强度由33.60 MPa增加至35.99 MPa,冲击强度由3.04 kJ·m~(-2)增加至3.85 kJ·m~(-2);改性后的灰渣在聚丙烯中起到异相成核的作用,使聚丙烯的结晶温度提高,结晶速率增大,微晶尺寸分布变窄。     

添加填料的聚乙烯和聚丙烯的热氧化和光氧化的研究

用红外光谱及力学性能测试方法研究了添加填料的聚乙烯和聚丙烯的热氧化和光氧化。发现碳酸钙可加速PE和PP的光氧化,但却抑制其热氧化。填料滑石粉对PP的热和光氧化有类似的作用。同时,添加经铁酸酯偶联剂处理的碳酸钙和滑石粉的PE和PP的热和光氧化速率都比添加未经处理的填料的PE和PP的相应速率大,表明铁酸酯偶联剂具有一定的促进PE和PP氧化的作用。     

聚乙烯醇交联改性对天然纤维增强聚丙烯复合材料性能的影响

采用聚乙烯醇(PVA)交联对洋麻(KF)增强聚丙烯(PP)、棕榈(PF)增强聚丙烯(PP)复合材料进行改性,通过模压成型工艺制备KF/PP和PF/PP复合材料。研究不同交联方法对复合材料的结构和性能的影响,采用SEM、DMA等技术研究了改性对复合材料的界面结合及力学性能影响。结果表明:PVA协同偶联剂交联改性对天然纤维/PP复合材料的综合改性效果最好,当用5%PVA+3%偶联剂对KF/PP改性时,KF/PP复合材料的弯曲强度提升25.2%,弯曲模量提升35.49%,剪切强度提升28%,分别达到了50.90 MPa、5.76 GPa、5.4MPa。当用5%PVA+2%偶联剂对PF/PP改性时,PF/PP复合材料的弯曲强度提升31.46%,弯曲模量提升27.07%,剪切强度提升21.75%,分别达到44.33MPa、2.32GPa、5.18MPa。改性后KF/PP、PF/PP复合材料的含水率分别下降了46.89%、10.63%,吸水率分别下降了8.57%、6.12%。KF/PP改性后储能模量提高20.93%,PF/PP改性后Tg值由90.1℃上升到113.8℃。SEM表明:PVA协同偶联剂交联改性有效改善了纤维与PP间的粘结,纤维与PP间的界面结合得到改善。     

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。     

熔融温度对PP中成核剂的异相成核作用的影响

用DSC研究了熔融温度对不同类型成核剂成核PP的异相成核作用的稳定性的影响。观察到随熔融温度提高，纯PP的成核作用稳定，降温结晶温度基本不变。而有机磷酸盐类成核剂成核PP的结果温度比纯PP的高，而且异相成核作用受熔融温度的影响也很小。但山梨醇类成核剂成核PP的异相成核作用随熔融温度提高，结晶温度逐步降低明显，表明其异相成核作用对热不稳定。     

氧化锆对聚丙烯非等温结晶动力学的影响

以不同含量的氧化锆(ZrO2)作为成核剂对聚丙烯进行改性,通过差示扫描量热(DSC)方法研究改性聚丙烯的非等温结晶动力学,对所得数据分别用修正Avrami方程、Jeziorny法进行处理。实验结果表明:氧化锆的加入使聚丙烯在较高的温度下就可以产生结晶现象,氧化锆具有明显的成核作用;氧化锆的加入并未改变聚丙烯的成核和生长机理,但降低了聚丙烯的结晶活化能。     

大分子相容剂改性纳米CaCO3 / PP复合材料的非等温结晶行为

熔融混炼制备了4 种大分子相容剂改性的纳米CaCO₃ / PP 复合材料, 用DSC 和WXRD 研究了复合材料中PP 的结晶与熔融行为。结果表明, 纳米CaCO₃对PP 结晶存在异相成核作用, 并诱导PP 形成β晶。相容剂丙烯酸接枝聚丙烯( PP-g-AA) 和马来酸酐接枝聚丙烯( PP-g-MA) 也存在异相成核作用, 提高PP 结晶温度。PP-g-AA、PP-g-MA 和马来酸酐接枝乙烯2辛烯共聚物(POE-g-MA) 与纳米CaCO₃存在异相成核协同作用, 进一步提高PP 的结晶和熔融温度, PP-g-MA 和POE-g-MA 还促使纳米CaCO₃诱导PP 生成β晶。但马来酸酐接枝乙烯2醋酸乙烯酯共聚物( EVA-g-MA) 则阻碍纳米CaCO₃对PP 的异相成核作用。实验结果表明纳米CaCO₃ / PP 复合材料中PP 结晶的异相成核作用与纳米CaCO₃ / PP 界面的相互作用有关, 而纳米CaCO₃ / PP 界面的相互作用与相容剂的结构有关。      

氢氧化镁的改性及其填充聚丙烯复合材料的燃烧性能和结晶行为的研究

研究了硅烷改性剂对氢氧化镁(MH)的表面改性和其填充聚丙烯(PP)复合材料的阻燃性能和结晶行为.用FTIR、XRD和SEM对改性前后MH的结构和形貌进行了分析.结果表明,硅烷处理剂包覆在MH粉体的表面,有效地降低MH粉体的表面能,提高了MH在干态下的分散性.DSC、POM和LOI对PP/MH复合材料的结晶行为和燃烧性能进行了研究.结果表明,未改性的MH对PP有异相成核作用,使结晶峰温度升高;而表面改性剂削弱了填料的异相成核作用.POM结果暗示了MH粒子在基体中的分散性对PP球晶的晶粒形貌和晶粒尺寸起着十分重要的作用.改性后的MH能进一步提高复合材料的LOI.     

PP-g-MMA对云母填充聚丙烯体系增容作用的研究

以甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯（PP-g-MMA）为云母（M）填充聚丙烯（PP）复合材料（PP／M）的界面相容剂,研究了PP-g-MMA接枝率和M粒径对PP／M力学性能和非等温结晶行为的影响。结果表明,PP-g-MMA的加入PP／M强度提高,韧性降低;M粒径的减小,PP／M强度和韧性都有所提高。DSC分析结果表明,M对PP有异相成核作用;PP-g-MMA的加入,M对PP大分子的吸附加强,提高M异相成核的活性,但也阻碍PP球晶的生长。而M粒径及PP-g-MMA接枝率对PP的结晶速率影响不大,n在2．50附近,K为10^-5数量级。     

超临界聚合法等规聚丙烯的结晶行为

采用差示扫描量热法及带热台在线偏光显微镜直接观察法,研究了超临界聚合与常规淤浆聚合这两种不同聚合工艺所制备等规聚丙烯的等温结晶行为.结果表明,超临界法聚丙烯（sc-iPP）由于其较低的分子量及较窄的分布,使得等温结晶速率比常规淤浆法聚丙烯（c-iPP）快,结晶度高,且sc-iPP的晶体呈负光性,倾向于异相成核.而c-iPP的晶体则呈混光性,倾向于均相成核,但两者均为典型的球晶,均体现热成核机理.     

PP/PA6/OMMT纳米复合材料的非等温结晶动力学

采用熔融插层法制备了聚丙烯(PP)/尼龙6(PA6)/蒙脱土(OMMT)纳米复合物材料,并用差示扫描量热法(DSC)对体系的非等温结晶动力学进行了研究.结果表明,PA6和OMMT的加入,对PP有异相成核的作用,能提高PP的结晶速率和结晶度;运用莫志深方法处理纯PP和PP/PA6/OMMT复合材料的非等温结晶动力学,结果...     

原位交联改性PP/POE共混物的等温结晶行为

采用热塑性聚烯烃弹性体(POE)作为增韧材料,以过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂制备了PP/POE共混物。利用差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(PLM)研究了PP/POE共混物等温结晶行为,并用Avrami方程分析了PP/POE共混物结晶动力学。结果表明,POE的加入能起到异相成核的作用,加快了PP的结晶成核速率。Avrami指数在1.93～3.09,DCP的引入对聚丙烯(PP)的成核与生长机理影响不大,但其原位交联作用阻碍了PP分子链的运动,使得PP结晶速率降低,结晶时间延长。     

液晶聚合物对尼龙1010/聚丙烯共混合金的结晶行为和力学性能的影响

用DSC研究了液晶聚合物（LCP）的含量对PA1010／聚丙烯（PP）共混合金结晶和熔融行为的影响：用TGA研究了共混合金的热稳定性：用拉伸试验检测共混材料的力学性能。结果表明：PA1010／PP共混合金中加入0．6％－0．8％（质量）LCP时能起微纤增强和异相成核剂作用,提高合金结晶温度和结晶度,使结晶完善程度略有增加,结晶速率略受影响,并且共混材料的拉伸强度明显增强,但对其热稳定性影响不大。当LCP含量增加到5％时,将作为独立组分在共混合金中起作用,使PA1010和PP的结晶峰均出现明显分峰现象,共混材料的力学性能和热稳定性显著下降。