ECAE加工对PP/MMT复合材料结构和性能的影响

研究了聚丙烯/蒙脱土(PP/MMT)复合材料经等通道转角挤压(ECAE)加工后的结构与性能,并探讨了MMT的变形和分散机理。结果表明,ECAE加工的巨大剪切力不仅能使PP/MMT复合材料的基体产生取向,而且还可使团聚的MMT粒子在基体中变形、取向、分散和尺寸减小,且二次ECAE加工对MMT粒子的分散效果更加显著;PP/MMT复合材料经一次ECAE加工后试样的缺口冲击强度有所提高,而经二次ECAE加工后试样的冲击强度显著提高,其中含2%MMT的ECAE-PP/MMT-A试样的缺口冲击强度达到了93.1kJ/m2,为纯PP的19倍。     

PP及PP/HDPE复合材料的等通道转角挤压加工

研究了聚丙烯(PP)和PP／高密度聚乙烯(HDPE)复合材料在等通道转角挤压(ECAE)加工中的宏观形变情况。结果表明,PP长方形网格线形变成平行四边形,其形变角约40°,A路径的二次ECAE加工使试样的塑性形变加大,平行四边形的形变角减小到33°,C路径的二次ECAE加工使平行四边形形变恢复为与PP试样未ECAE加工前的长方形,表明采用不同的ECAE加工路径可获得不同形变结构的试样;最佳的ECAE挤出速率为3 mm／min,且挤出速率须保持恒定;PP／HDPE复合材料的ECAE加工性能除与复合材料的摩擦系数有关外,还与复合物的结构有关, 当HDPE用量在10％时,ECAE加工较容易,但当用量大于10％时,在挤出过程中容易发生开裂和破碎现象;PP／ HDPE复合材料的最佳ECAE加工挤出速率为2 mm／min,可挤性能最好的是PP／HDPE质量比为90／10的复合材料。     

PP／HDPE复合材料ECAE加工后的结构与性能

研究了不同共混配比的PP/HDPE复合材料经等通道转角挤压(ECAE)加工后的结构与性能。结果表明,PP/HDPE复合材料经ECAE加工后产生取向,形成各向异性结构;当HDPE质量分数在10%时,ECAE加工可增加PP/HDPE复合材料两组分的界面粘结,导致其冲击强度显著提高;当HDPE质量分数为30%和50%时,ECAE加工可使复合材料两相间的接触面积增加,结合较紧密,但界面粘结仍然较弱,因此其冲击强度提高较小。     

试样缺口对悬臂梁缺口冲击强度测试结果的影响研究

选择聚碳酸酯（PC）、均聚聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）和聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂（ABS）四种原材料作为研究对象,对比研究试样缺口差异对悬臂梁缺口冲击强度测试结果的影响。结果表明,PC材料的注塑试样和机铣试样的冲击强度均值相同,但是前者的波动明显高于后者;而对于均聚PP,注塑试样的冲击强度明显高于机铣试样;另外相比于PVC,缺口加工方式、缺口加工速度以及缺口剩余宽度对ABS材料的冲击强度结果影响不大。     

浅析简支梁冲击强度的影响因素

简述了简支梁冲击破坏的原理,分析了试样尺寸、温度、冲击改性剂、缺口以及缺口加工方式对试样冲击强度的影响。结果表明:①试样的厚度越大,试验跨度越大,冲击强度就越大;②简支梁冲击强度随温度的降低而降低;③ACR的加入能提高简支梁冲击强度;④缺口敏感性材料受缺口尖端半径影响较大;⑤一次注塑的缺口试样冲击强度较高,而经二次机械加工成型的缺口试样冲击强度较低,其中又以经铣床加工的缺口试样冲击强度最低。     

加工方式对PP/EAA/LDH复合材料性能影响

进行了聚丙烯(PP)、乙烯–丙烯酸共聚物(EAA)及水滑石(LDH)复合材料改性一体化研究,并研究了一次熔融挤出加工法和二次熔融挤出加工法对PP复合材料性能的影响。X射线多晶衍射、透射电子显微镜分析表明:两种加工方法制备的复合材料中EAA均插层和剥离了LDH,改善了LDH在PP基体中分散性,并且一次挤出加工效果优于二次挤出加工效果;热失重分析表明,两种加工方式均提高了复合材料的热稳定性能;静态力学性能测试表明:一次挤出加工制备的复合材料PP1的拉伸强度、拉伸弹性模量和缺口冲击强度均高于二次挤出加工制备的复合材料PP2。实验表明一次熔融挤出加工方法对复合材料中LDH插层和剥离效果以及LDH在PP基体中分散效果优于二次熔融挤出加工。     

二苄叉山梨醇衍生物对PP/OBC共混材料的影响

以均聚聚丙烯(PP)为原料,乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC)为增韧材料,二苄叉山梨醇衍生物(YS-688)为成核剂,采用双螺杆挤出和注塑成型方法制备PP/OBC共混材料,用DSC、WAXD和POM分析了YS-688对PP/OBC共混材料结晶性能、晶型和晶体形态的影响,测试了共混材料的力学性能。结果表明:随着YS-688含量的增加,PP/OBC共混材料的缺口冲击强度呈先上升后下降趋势,拉伸强度和弯曲强度有所提高;含3.0%YS-688母粒的PP/OBC共混材料,与纯PP相比,熔融温度降低了2.32℃,结晶温度提高了12.30℃,α晶型的衍射峰强度增大,PP球晶尺寸减小,缺口冲击强度提高了204.23%,韧性较大幅度提高。     

丙烯酸改性卤锑阻燃PP的力学性能

在过氧化二异丙苯(DCF)存在或不存在条件下,制备了丙烯酸(AA)改性Sb2O3／聚丙烯(PP)母料、十溴联苯醚／PP母料及其相应的卤锑阻燃PP。研究了Sb2O3、十溴联苯醚和不同含量卤锑阻燃剂对PP力学性能的影响。结果表明,随Sb2O3含量增加,PP的拉伸和弯曲性能提高,缺口冲击强度降低。对于改性阻燃PP,无DCP时,加入AA有利于阻燃PP拉伸强度提高。但对其他力学性能影响不大。添加DCP提高了PP的弯曲强度。但AA用量高时,缺口冲击强度降低。AA改性阻燃PP的力学性能随着DCP用量增加而降低,尤其缺口冲击强度。退火处理使阻燃PP力学性能提高。     

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。     

聚丙烯高性能化改性研究

研究了橡胶和弹性体的种类与用量、加工助剂等对聚丙烯(PP)的悬臂梁缺口冲击强度、拉伸强度、硬度、加工性能以及透明性的影响。结果表明:与添加其他橡胶的PP相比,添加乙丙橡胶(EPR)1的PP合金具有较高的悬臂梁缺口冲击强度、透光率及流动性,较低拉伸强度与硬度;添加聚乙烯蜡的PP的综合性能最好。     

Structure and properties of polypropylene/high‐density polyethylene blends by solid equal channel angular extrusion

The solid equal channel angular extrusion (ECAE) process on polypropylene (PP)/high‐density polyethylene (HDPE) blends was carried out. Scanning electron microscopy (SEM) was used to observe the sample structures. Results showed that ECAE process could make PP/HDPE blends to produce orientation structure. Impact performance of ECAE‐PP/HDPE samples after ECAE process improved remarkably, especially for ECAE‐PP/HDPE (90/10)‐O whose impact strength reached 91.91 kJ/m², 18.1 times higher than that of pure PP and 11.2 times higher than that of PP/HDPE (90/10). The mechanism of enhancing between HDPE and PP was discussed. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 39759.     

玻璃微珠改性PP和LLDPE力学性能的比较研究

采用玻璃微珠(GB)改性聚丙烯(PP)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)，对玻璃微珠的用量、粒径和复合材料加工方法对材料的力学性能的影响进行了比较研究。结果表明：随着GB用量的增加，单、双螺杆挤出GB／PP复合材料的拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量均呈线性增长的趋势，而屈服强度则有小幅下降；断裂应变在低含量时有所提高，然后迅速下降；单双螺杆挤出材料的冲击强度均有所提高，并在一定范围内随GB用量的提高而增大，且单螺杆挤出材料的冲击强度略高于双螺杆挤出材料。而GB／LLDPE中，随着GB用量的增加，单螺杆挤出复合材料的拉伸模量、弯曲模量均呈线性增长趋势，而屈服强度和弯曲强度在含量较高时略有上升；双螺杆挤出复合材料的拉伸模量、屈服应力、弯曲强度和弯曲模量均呈线性增长的趋势，两者的断裂应变都有所降低，但没有严重劣化LLDPE复合材料的冲击特性。GB的粒径对两种复合材料的力学性能影响不大，但对GB／PP复合材料的韧性有较大影响。单、双螺杆挤出GB／PP复合材料的冲击强度在一定范围内较纯料有一定提高；同样的，双螺杆挤出复合材料的冲击强度低于单螺杆挤出材料。     

几种加工助剂在聚丙烯基木塑复合材料中的应用对比

研究了3种加工助剂对聚丙烯(PP)基木塑复合材料物理力学性能和加工性能的影响,并利用扫描电子显微镜对复合材料的冲击断面进行了分析。结果表明,在一定用量范围内,芳香族碳氢化合物(S-105)和改性烷基酚醛树脂(TKM-M80)能够提高木粉在PP基体中的分散性,改善基体与木粉之间的相容性,从而提高PP基木塑复合材料的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、弯曲弹性模量和加工性能;脂肪醇和脂肪酸酯的混合物(Deoflow A)能够明显提高木粉在PP基体中的分散性和复合材料的加工性能,但用量较大时对复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量有不利影响。     

Effects of processing route on morphology and mechanical behavior of polypropylene in equal channel angular extrusion

Changes of morphology and mechanical behavior of isotactic polypropylene (iPP) due to equal channel angular extrusion (ECAE) were investigated. The iPP specimens were processed for up to two passes in the same direction (route A), with the specimens rotate 180°around loading axis after the previous pass (route C). The macroscopic observation showed that high level of shear strain is introduced in iPP extruded twice in route A. Reflected optical microscopy revealed that the original spherulites are elongated into ellipsoidal shape along the shear direction in route A, and the recovery of the spherulitic shape occurred in iPP extruded in route C. X‐ray diffraction results and the dynamic mechanical analysis showed that the crystalline and amorphous phase are prone to orientation more favorably via route A than route C. The increase of the dynamic storage modulus (E′) indicated that iPP becomes stiffer than other samples when extruded twice in route A. Izod impact testing results demonstrated that the ECAE‐deformed spherulites influence the crack propagation direction. The impact strength of iPP is greatly improved to 490.5 J/m after processed twice in route A, 10 times of that of un‐deformed reference sample. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

PTT/PP共混物的性能研究

通过熔融共混制备了聚对苯二甲酸丙二酯/聚丙烯(PTT/PP=75/25)及其马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)增容共混物,研究了PTT/PP及其增容共混物的结晶性能、力学性能、流变性能和结晶形态。研究结果表明,PTT与PP共混能提高PP、PTT组分的结晶温度;对于增容共混物,随PP-g-MAH用量的增加,PP和PTT的结晶温度基本不变。加入PP使PTT拉伸强度降低,冲击强度提高;PP-g-MAH增容使共混物的拉伸和冲击强度都提高。增容共混物的熔体粘度明显降低,存在明显的剪切变稀现象,但熔体粘度与PP-g-MAH用量无关。在一定用量范围内,随PP-g-MAH用量的增加,PP分散相的尺寸变小。     

Process–structure–property relationship in ternary short‐glass‐fiber/elastomer/polypropylene composites

Short‐glass‐fiber (SGF)‐reinforced polypropylene (PP) composites toughened with a styrene/ethylene butylene/styrene (SEBS) triblock copolymer were injection molded after extrusion. Furthermore, a maleic anhydride (MA)‐grafted SEBS copolymer (SEBS‐g‐MA) was used as an impact modifier and compatibilizer. The effects of the processing conditions and compatibilizer on the microstructure and tensile and impact performance of the hybrid composites were investigated. In the route 1 fabrication process, SGF, PP, and SEBS were blended in an extruder twice, and this was followed by injection molding. In route 2, or the sequential blending process, the elastomer and PP were mixed thoroughly before the addition of SGF. In other words, either PP and SEBS or PP and SEBS‐g‐MA pellets were premixed in an extruder. The produced pellets were then blended with SGF in the extruder, and this was followed by injection molding. The SGF/SEBS‐g‐MA/PP hybrid fabricated by the route 2 process exhibited the highest modulus, yield stress, tensile stress at break, Izod impact energy, and Charpy drop weight impact strength among the composites investigated. This was due to the formation of a homogeneous SEBS elastomeric interlayer at the SGF and matrix interface of the SGF/SEBS‐g‐MA/PP hybrid. This SEBS rubbery layer enhanced the interfacial bonding between SGF and the matrix of the SGF/SEBS‐g‐MA/PP hybrid. The correlations between the processing, microstructure, and properties of the hybrids were investigated. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 88: 1384–1392, 2003     

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.     

超支化聚磷酸酯改性PP的研究

以新型的超支化聚磷酸酯(HPPE)对聚丙烯(PP)进行共混改性,研究了HPPE的用量和分子量对PP/HPPE复合材料性能的影响,还通过扫描电子显微镜(SEM)观察其试样冲击断面的微观形态并研究其增韧机理.结果表明,HPPE对PP/HPPE复合材料的冲击强度影响明显,当HPPE-1用量为3份时冲击强度可提高143.56%;熔体流动速率也有提高,但拉伸强度、弯曲强度和维卡软化点温度有微小下降,其增韧机理为两相"海-岛"结构增韧.