填充聚丙烯的界面对流变和力学性能的影响

本工作利用RMS-605大型流变仪等仪器研究三种不同几何形状的填料包括碳酸钙粉末、玻璃微珠和云母填充聚丙烯体系,通过不同表面处理改变填料的表面性质,研究了不同界面状态对体系稳态与动态粘弹性质以及力学性能的影响.     

云母和纤维组合增强聚丙烯复合材料 I.力学性能研究

以云母填充聚丙烯为基体,连续无规玻璃纤维毡为增强材料,通过双钢带压机制成了云母填充GMT（Glass Mat Reinforced Thermoplastic)。研究了云母的加入对GMT力学性能的影响。结果表明,少量云母的加入,使GMT的力学性能发生明显变化,强度和刚性显著提高,云母和纤维表现出正的组合效应;随着云母填充量增加,GMT的强度和模量下降,云母与纤维的组合表现出负效应,云母对GMT力学性能的影响主要与云母的加入引起的玻璃纤维与聚丙烯基体之间的界面结合有关,少量云母的加入使玻璃纤维与基体的界面结合强度提高,而大量云母的加入则造成纤维与基体界面结合强度下降,向基体中添加马来酸酐接枝聚丙烯（MPP）,通用效改善云母含量较高情况下纤维与基体的界面结合状况,使高填充云母GMT表现出优良的力学性能,还研究了云母粒径对云母填充GMT力学性能的影响。     

马来酸酐接枝聚丙烯对云母填充聚丙烯的增容作用

以马来酸酐接枝聚丙烯（MPP）为云母填充聚丙烯（PP/mica)的界面相容剂，研究了MPP的添加量对PP/mica的力学,同观形态以及PP/mica熔体的流变行为和非等温结晶行为的影响。结果表明，加入MPP使PP/mica的国学得以全面的提高，PP/mica样品断面的电镜照片表明，MPP的加入使云母与聚丙烯的界面粘结得到改善；PP/mica熔体的表观粘度明显高其聚丙烯基体，随着MPP含量的增加，PP/mica的表观粘度下降，幂律指数也发生变化，云母对聚丙烯具有明显的成核,但随MPP含量的增加，云母的成核效率逐渐减弱。     

云母和纤维组合增强聚丙烯复合材料Ⅰ.力学性能研究

以云母填充聚丙烯为基体,连续无规玻璃纤维毡为增强材料,通过双钢带压机制成了云母填充ＧＭＴ（Ｇｌａｓｓ Ｍａｔ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ）．研究了云母的加入对 ＧＭＴ力学性能的影响,结果表明,少量云母的加入,使ＧＭＴ的力学性能发生明显变化,强度和刚性显著提高,云母和纤维表现出正的组合效应;随着云母填充量增加,ＧＭＴ的强度和模量下降,云母与纤维的组合表现出负效应,云母对ＧＭＴ力学性能的影响主要与云母的加入引起的玻璃纤维与聚丙烯基体之间的界面结合有关,少量云母的加入使玻璃纤维与基体的界面结合强度提高,而大量云母的加入则造成纤维与基体界面结合强度下降,向基体中添加马来酸酐接枝聚丙烯（ＭＰＰ）,能有效改善在云母含量较高情况下纤维与基体的界面结合状况,使高填充云母ＧＭＴ表现出优良的力学性能　还研究了云母粒径对云母填充ＧＭＴ力学性能的影响,     

等离子体处理云母对填充聚烯烃熔体流变性的影响

用射频等离子体发生装置对云母表面施行乙烯等离子体处理,按一定比例将云母在Brabender塑化仪上与HDPE、LDPE或PS树脂混合。然后用毛细管流变仪及熔融指数测定仪研究填充体系的流变性、用扫描电镜观察熔体形貌。结果表明,处理削弱了云母填充聚烯烃熔体的弹性效应,对熔体粘度基本没有影响。这是由于通过乙烯离子体处理,改善了云母和树脂界面粘合性,提高了云母颗粒在树脂基体中分散程度两者综合作用的结果。     

聚氯乙烯高填充地板的试制

本文主要考察了表面处理剂(SA类)对高填充地板底层性能的影响,对用这类表面处理剂处理填料,改善填充体系性能的机理作了初步探讨。实验证明:所用表面处理剂对体系的成型加工性能和材料的机械性能有所改善,同时,在填充体系中还具有一定的“增塑”作用。     

丁醛等离子体处理填料对填充聚烯烃熔体流变性的影响EI

用毛细管流变仪研究了经丁醛等离子体处理的云母粉填充高密度聚乙烯熔体(160℃)和聚丙烯熔体(180℃)的流变性。数据表明,处理削弱了非填充聚烯烃熔体流动的非牛顿性,熔体流动的牛顿指数随等离子体处理时间的延长而增大。处理降低了填充聚烯烃熔体在低切变速率下的表观粘度,提高了其在高切变速率下的表现粘度,发生转变的临界切变速率对填充聚乙烯和聚丙烯分别为150s^(-1)和50s^(-1)。扫描电镜观察熔体形态证实,处理对熔体粘度的复杂影响,是处理改善填料在熔体中的分散性和提高填料与基体界面结合力两者综合作用的结果。     

纤维表面处理与基体改性对连续玻纤增强聚丙烯力学性能的影响

考察了连续玻纤的表面处理、基体的接枝改性及接枝单体的种类和接枝产物的加入量对连续玻纤毡增强聚丙烯(CGFRPP) 力学性能的影响, 并通过红外光谱、扫描电镜对CGFRPP 的界面化学作用及界面粘结进行了研究。结果表明, 马来酸酐接枝改性聚丙烯与未经偶联剂处理的玻纤不能形成有效的化学结合, 而与经硅烷偶联剂表面处理的玻纤可发生明显的化学作用, 形成良好粘结, 显著提高CGFRPP 的力学性能; 硅烷偶联剂的种类对以改性PP 为基体的CGFRPP 力学性能的影响不大; 马来酸酐接枝聚丙烯比丙烯酸接枝聚丙烯对CGFRPP 力学性能的改善更为有效。      

等离子体处理填料填充聚烯烃力学性能的研究

将经过丁醛等离子体处理的云母粉填充到高密度聚乙烯(HDPE)或聚丙烯(PP)中,考察了填充聚合物的拉伸行为和断口形貌。结果表明,丁醛等离子体处理云母能够显著提高云母填充HDPE和PP的拉伸弹性模量和断裂伸长率,改善填充HDPE的低温韧性,在一定程度上缓解由填充导致的拉伸断裂强度的下降趋势。这是由于处理使填料与基体的结合性以及基体的延展性改善,填充体系致密性提高的结果。     

一种大分子偶联剂对云母的表面处理

通过原子自由基转移聚合的方法合成了一种大分子偶联剂，即苯乙烯、丙烯酸丁旨和γ－甲基丙烯酸丙基三甲氧基硅烷的共聚物，其分子结构和分子量可控。这种大分子偶联剂用于云母的表面处理，能显著提高云母填充聚丙烯的力学性能，电镜观察表明大分子偶联剂有效地改善了云母与基体之间的界面结合。可以通过对大分子偶联剂分子结构的调节，实现对云母与基体界面结构和性能的控制，在一定程度上调节云母填充聚丙烯的力学性能。     

界面层结构对填充聚丙烯力学性能及流变行为的影响

本文采用各类偶联剂处理填充改性聚丙烯的无机填料。实验结果表明,硅烷类 KH-550偶联剂在界面层形成刚性架的有机硅烷膜复盖层结构,使填充聚丙烯屈服强度明显提高,断裂面形貌为界面结合较好的脆性断裂。TSC,NDZ-201,OLT-671和 DL-411等酯类偶联剂在界面形成线型柔性链的单分子层结构,使填充聚丙烯冲击强度、断裂仲长率提高,加工流动性能明显改善。     

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。     

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。     

PP-g-MAH对PP/SiO2纳米复合材料力学性能的影响

为了进一步提高聚丙烯的力学性能,以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为聚丙烯/二氧化硅(PP/SiO2)纳米复合材料的界面相容剂,研究了PP-g-MAH添加量对PP/SiO2的力学性能、微观形态以及结晶行为的影响,并研究了其增容机理.研究表明:PP-g-MAH的加入使纳米PP/SiO2纳米复合材料的力学性能得以全面提高,使纳米二氧化硅与聚丙烯的界面粘结得到改善,并且,由于PP-g-MAH导致复合材料的界面强度提高和界面层厚度增加,使KH-570与PP-g-MAH并用的PP/PP-g-MAH/纳米SiO2复合材料比单用KH-570的PP/SiO2纳米复合材料的改性效果更加明显;PP-g-MAH对PP的结晶过程具有较明显的成核作用,使改性PP的结晶温度提高.     

PP-g-Si与KH550对聚丙烯/滑石粉体系的增容效果

硅烷接枝聚丙烯（ＰＰ－ｇ－Ｓｉ）对聚丙烯／滑石粉（ＰＰ／Ｔａ）混合体系有一定的增容作用,可使复合材料的力学性能得以提高,占复合材料总质量３．５％的ＰＰ－ｇ－Ｓｉ（相当于含硅烷０．２％）对ＰＰ／Ｔａ体系的增容效果与含０．８％（质量分数）的ＫＨ５５０的增容效果相当,ＫＨ５５０对复合材料中聚丙烯（ＰＰ）的结晶熔融行为基本上无影响。而ＰＰ－ｇ－Ｓｉ能进一步使材料中ＰＰ的结晶峰温和熔融峰温提高。     

SiO2/CaCO3纳米复合粒子填充改性聚丙烯

通过简单的工艺条件和步骤制备S iO2包覆C aCO3的核壳结构纳米复合粒子,采用硅烷偶联剂对其和纳米S iO2实心粒子进行表面改性处理,并用处理后的两种粒子分别对聚丙烯进行填充改性,然后比较其对复合材料力学性能的影响。结果表明,利用纳米S iO2/C aCO3复合粒子填充改性聚丙烯,可同时达到增强、增韧的目的,而且对材料力学性能的改性效果与纳米S iO2实心粒子的改性效果相近。     

力化学方法制备PP—g—HMA增容PA6／PP／硅灰石复合材料的形？…

以力化学方法制备的Ｎ－羟甲基丙烯酰胺接枝聚丙烯（ＰＰ－ｇ－ＨＭＡ）作尼龙６（ＰＡ６）／聚丙烯（ＰＰ）共混体系的增容剂,将增容尼龙６／聚丙烯共混体系与硅灰石复合。研究了复合材料的形态结构、硅灰石用量、偶联剂种类和用量以及增容剂等对复合材料的力学性能的影响。结果表明,ＰＰ－ｇ－ＨＭＡ能提高ＰＡ６／ＰＰ／硅灰石复合材料的力学性能,而ＫＨ－５５０和ＯＮ－３３０两种偶联剂复配使用则可以显著提高ＰＰ－ｇ－ＨＭ     

纳米氢氧化镁阻燃聚丙烯体系的性能研究

研究了自制的低成本纳米氢氧化镁与市售普通微米氢氧化镁填充的聚丙烯塑料的阻燃性能和力学性能.氧指数测试和拉伸测试的数据表明,在相同填充质量份数下,纳米氢氧化镁填充的聚丙烯体系具有更高的氧指教、拉伸强度和断裂伸长率.对2种填充体系复合材料断口的场发射扫描电镜(FESEM)观察发现,纳米氢氧化镁与聚夸物基体的相容性更好,两者界面间的粘结力更强.因此,填充纳米级氢氧化镁的聚丙烯塑料具有更优异的阻燃性能和力学性能.