高模量高抗冲聚丙烯复合材料的制备及性能研究

通过熔融共混法研究了乙烯-辛烯共聚物(POE)、滑石粉和高密度聚乙烯(PE-HD)的含量对高模量、高抗冲聚丙烯(PP)复合材料力学性能、结晶行为、热分解行为以及相态的影响。结果表明,PP与POE的黏度比越小,PP/POE复合材料的韧性越好;当PP/POE/滑石粉/PE-HD复合材料的质量比为13/4/12/3时,综合力学性能最佳;相比纯PP,复合材料的弯曲模量提高了60.1%,缺口冲击强度提高了435.9%,拉伸强度和弯曲强度分别降低了27.4%和17.4%;PE-HD能够增强PP与POE的界面相互作用,提高复合材料的韧性;加入滑石粉和PE-HD均可提高复合材料的起始分解温度以及最大热失重速率温度,提高了复合材料的热稳定性。     

矿物形态对聚丙烯复合材料性能的影响

采用熔融共混法制备了聚丙烯（PP）/矿物填料复合材料,考察了云母与硅灰石粒径及其组合填充对复合材料力学及流动性能的影响。结果表明,PP/硅灰石复合材料的拉伸与弯曲强度、模量均随着硅灰石粒径的增大而下降,而复合材料的断裂伸长率随着硅灰石粒径增大而增大,缺口冲击强度随着粒径增大先减小后增大。当硅灰石的累计粒度分布百分数达到90%时的粒径(D₉₀)为8.72 μm时,复合材料的弯曲强度、拉伸及弯曲弹性模量与缺口冲击强度分别较纯PP提高了7.77%,119.0%,100.4%与17.46%。PP/云母复合材料的拉伸与弯曲强度随着云母粒径的增大先下降后上升,断裂伸长率、缺口冲击强度与熔体流动速率随着云母粒径增大而下降,复合材料的拉伸与弯曲弹性模量随云母粒径的增大而增大。当云母的D₉₀为60.09 μm时,复合材料的弯曲强度、拉伸及弯曲弹性模量与缺口冲击强度分别较纯PP提高了10.43%,177.6%,172.8%与17.46%。硅灰石与云母组合填充PP的力学及加工性能基本介于单独填充硅灰石与云母所得到的复合材料性能之间,两者组合填充不能产生协同效应。     

滑石粉对聚丙烯微观形态和性能影响

以滑石粉为填料通过挤出机熔融共混制备聚丙烯（PP）/滑石粉复合材料,考察了硅烷偶联剂对滑石粉表面改性前后及添加不同含量的乙烯-辛烯共聚物（POE）对共混物力学性能、流变性能和微观形态的影响。结果表明,滑石粉表面改性后可以明显提高PP的缺口冲击强度,当PP/滑石粉质量比为100/10和100/30时,PP/滑石粉（改性）较PP/滑石粉（未改性）复合材料的缺口冲击强度分别提高37.8 %与36.4 %;表面改性后的滑石粉使复合材料的储能模量降低;POE的加入提高了滑石粉在PP基体中的分散性,随着其含量的增加,复合材料的缺口冲击强度提高,韧性提高。     

PP/PET/MFIAA/HET原位成纤复合材料的力学性能与熔体流动性

研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）含量、基体性质、成型加工温度对橡纤混杂型PP/PET/多功能界面活化剂（MFIAA）/高效增韧剂（HET）原位成纤复合材料力学性能和熔体流动性的影响。结果表明,MFC、HET用量不变,PET含量增大,微纤的数量增加,长径比增大,复合材料的刚性提高,韧性有所降低;基体PP的熔体流动速率增大,有利于PET微纤在制品中的保持,基体熔体流动速率为16.2 g/10min时,复合材料的缺口冲击强度、拉伸强度和弯曲模量分别达到原料PP的3.49倍、99 %和1.73倍,韧性显著提高的同时刚性保持率也很高;受熔体流动性和分散相形态的双重控制,PP/PET/MFIAA/HET较为适宜的成型加工温度为（200±10） ℃。PET微纤是造成PP/PET/MFIAA/HET流动阻抗增加的主要原因,随着PET含量的增大,复合材料的熔体流动性急剧降低。     

滑石、CaCO3、BaSO4填充PP复合材料力学性能及界面相互作用对比

以3种白色矿物粉体［颗粒状CaCO₃、BaSO₄,片层状滑石（talc）］为填料,聚丙烯（PP）为基体树脂,通过熔融共混法制备PP复合材料,研究3种矿物粉体在不同含量时对PP复合材料的力学性能、流动性能与断裂形貌的影响规律,并采用Turcasanyi半经验公式计算了矿物填料与PP复合材料力学性能界面相互作用。结果表明,3种矿物粉体的加入均降低了PP的拉伸强度,PP/talc复合材料的拉伸强度明显高于PP/CaCO₃ 与PP/BaSO₄,且talc的加入明显增强了PP的拉伸模量与弯曲模量;CaCO₃ 与BaSO₄的加入使复合材料弯曲强度降低,talc的加入使复合材料弯曲强度提高;CaCO₃对PP断裂伸长率与悬臂梁缺口冲击强度的提升最为明显;talc的加入使复合材料流动性能得到提高,而颗粒状的CaCO₃与BaSO₄的加入对加工性能影响较小;CaCO₃ 与BaSO₄在PP中均存在一定团聚现象,且与PP相容性较差,存在明显界面缺陷;talc与PP间界面较模糊,二者之间有较强的黏结作用。     

剑麻纤维素微晶增强聚丙烯复合材料的性能研究

以硅烷偶联剂(KH550)改性后的剑麻纤维素微晶(SFCM)为增强材料改性聚丙烯(PP),以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为二者的相容剂,采用熔融共混法制备PP/SFCM复合材料,研究了SFCM对PP/SFCM复合材料的力学性能、耐热性、流动性及熔融结晶行为的影响。力学性能测试表明,SFCM的加入可有效改善PP的强度和刚性,当SFCM的质量份数为9份时,复合材料的力学性能最佳,其拉伸强度和拉伸模量分别提高了15.3%和22.6%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了24.6%和35.4%,缺口冲击强度提高了14.9%。热性能及流动性能测试表明,SFCM可提高PP/SFCM复合材料的维卡软化温度,而降低材料的熔体流动速率。DSC研究表明,SFCM可提高复合材料的熔融温度、结晶温度及结晶度。     

聚丙烯/碳酸钙复合材料改性研究

进行了碳酸钙对聚丙烯(PP)的填充改性研究,结果表明:随1%(质量分数)钛酸酯偶联剂表面处理的碳酸钙用量增加,PP/碳酸钙复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量等逐渐增加,碳酸钙质量分数为20%时,得到了综合性能较好的PP/碳酸钙复合材料;随聚烯烃弹性体(POE)用量增加,PP/碳酸钙/POE复合材料的冲击强度逐渐增加,而拉伸强度、弯曲模量均逐渐降低,5份POE使复合材料达到较好的刚性和韧性的平衡;1份表面光亮剂能使PP/碳酸钙复合材料达到较好的表面光亮度.     

晶须与滑石粉填充改性聚丙烯材料的性能研究

以聚丙烯(PP)为基料,聚烯烃弹性体(POE)为增韧剂,滑石粉和碱式硫酸镁晶须为增强填料,制备了PP/POE/滑石粉复合材料和PP/POE/晶须复合材料,研究了滑石粉和晶须的含量对密度、弯曲模量、缺口冲击强度、收缩率和热变形温度的影响.结果 表明:pp/POE/晶须复合材料的弯曲模量和热变形温度均高于PP/POE/滑石...     

聚丙烯/玻璃纤维/滑石粉复合材料的制备及性能研究

采用挤出注塑的方法制备了不同配比的聚丙烯/玻璃纤维/滑石粉(PP/GF/talc)复合材料,并对其力学性能、熔体流动性能、热性能及其他特性进行表征。研究表明,PP/GF/talc复合材料中,GF和talc对复合物的力学性能提高有一定协同作用,对拉伸强度的提高可达94.2%,对弯曲强度的提高可达139.5%,对冲击强度的提高达20.4%。GF和talc填充量的增大使复合物的熔体流动性降低。PP/GF/talc中GF和talc的填充量对复合物的熔融温度基本没有影响,同时GF对复合物的结晶温度影响不大,而talc的填充量越大,复合物结晶温度越高。复合物的液氮脆断面的扫描电镜观察显示,PP/GF/talc中GF和talc的取向较一致,talc使应力更集中在GF,从而提高性能,观察结果与力学性能测试结果一致。     

滑石粉/LDPE核壳结构粒子增强增韧回收PP的研究

研究了以滑石粉为硬核、低熔点高熔体流动速率低密度聚乙(烯LDPE)为软壳的核壳结构粒子的制备方法,并用该核壳结构粒子与回收PP进行共混改性,研究了核壳结构粒子对回收PP复合材料力学性能、加工流动性能和耐热性能的影响。结果表明:当核壳结构粒子用量为30份时,复合材料的缺口冲击强度为16.1 J/m,拉伸强度为28.79 MPa,弯曲强度为39.01 MPa,弯曲模量为1 535 MPa;用滑石粉/低熔点高MFR的LDPE制备的核壳结构粒子填充回收PP后的复合材料的熔体流动性较好适,合工业化生产。     

Mechanical properties,morphology, and crystallization behavior of polypropylene/elastomer/talc composites

In this study, polypropylene/ethylene–octene copolymer (PP/POE) blends, PP/talc, and PP/POE/micro‐talc (MT) composites were fabricated using a twin screw. To estimate the performances of the PP/POE blends, PP/talc, and PP/POE/MT composites, mechanical properties, heat deflection temperature (HDT), thermomechanical analysis, and isothermal crystallization characterization were conducted. Incorporating talc particles increased the tensile strength, flexural properties, and HDT of the PP matrix, but reduced the elongation at break and notched impact strength. The inclusion of POE elastomers in the PP matrix yielded the opposite effect on PP/talc composites. PP/POE/MT composites provide a compromise that improves both the flexural properties and notched impact strength. Moreover, the inclusion of talc particles in PP/POE blends induced heterogeneous nucleation and considerably reduced the crystallization time. Consequently, the time required for processing was also greatly reduced. POLYM. COMPOS., 36:69–77, 2015. © 2014 Society of Plastics Engineers     

滑石粉对聚丙烯/聚烯烃弹性体共混物结晶行为和力学性能的影响

采用双螺杆挤出机制备了均聚聚丙烯(PPH) /聚烯烃弹性体( POE) 共混物和PPH/POE/滑石粉三元共混体系。使用差示扫描量热仪和万能试验机研究了共混物和复合材料的结晶性能、力学性能和加工性能。结果表明,POE对PPH力学性能和结晶性能有明显的影响,随着POE用量的增加,PP/POE共混物的结晶度明显下降,PPH/POE 共混物的冲击强度明显提高,但拉伸强度显著降低。POE含量为20 %时,冲击强度由2.1 kJ/m2提高到39 kJ/m2,拉伸强度由30 MPa 降低到22MPa。加入滑石粉可以提高PPH/POE共混物的拉伸强度,滑石粉添加量1份时,可使共混物的拉伸强度提高到24 MPa。     

有机蒙脱土对聚丙烯复合材料阻燃性能和抗冲击性能的影响

随着膨胀型阻燃剂(IFR)用量的增加,聚丙烯(PP)复合材料的冲击强度会不断降低.为提高PP/IFR复合材料的抗冲击韧性,使用了少量有机蒙脱土(OMMT)和聚烯烃弹性体(POE)协同增韧.结果表明,所制备的PP/IFR/POE/OMMT复合材料的极限氧指数最高为29.3％,达到UL94V-0等级.当OMMT的质量分数为...     

动态固化聚丙烯／马来酸酐接枝聚丙烯／滑石粉／环氧树脂复合材料研究

将动态硫化技术应用于热塑性树脂／填料／热固性树脂复合体系，制备了动态固化聚丙烯(PP)／马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)/滑石粉(Talc)／环氧树脂(EP)复合材料。研究了动态固化PP／PP-g-MAH/Talc／EP复合材料的界面作用、形态结构、力学性能以及热稳定性。实验结果表明：PP／PP-g—MAH的加入，可明显增加PP/Talc复合材料的界面作用。在动态固化PP／PP-g-MAH/Talc／EP复合材料中，PP和Talc两相界面更加模糊，动态固化EP进一步增加了PP和Talc间的界面作用。当EP的用量超过5份时，部分EP呈颗粒状分布在PP基体中。与PP／PP-g-MAH/Talc／EP和PP／PP-MAH-Talc／EP复合材料相比，动态固化PP／PP-g-MAH/Talc／EP复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲模量均有明显提高。当EP用量超过5份时，复合材料的冲击强度和断裂伸长率明显降低，但拉伸强度和弯曲模量继续增加。热分析表明动态固化PP／PP-g-MAH/Talc／EP复合材料具有较高的热稳定性。     

多元复合高流动性聚丙烯的制备与性能

研究了滑石粉(Talc)及偶联剂用量、均聚聚丙烯(PP-H)与马来酸酐接枝物(PP-g-MAH)及PP-H对高流动性共聚聚丙烯(PP)性能的影响;比较了在填充20%Talc的共聚PP中分别添加PP-g-MAH和PP-H的复合体系力学性能及流变性能的变化规律。结果表明:钛酸酯偶联剂用量为1%(相对于Talc)时,所得Talc填充共聚PP综合性能最佳;当Talc用量大于10%时,共聚PP/Talc复合材料的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、熔体流动速率随Talc含量的增加而逐渐下降,弯曲模量则逐渐提高;PP-g-MAH对高流动性共聚PP的拉伸强度增强效果明显优于PP-H,PP-H则使共聚PP的熔体流动性明显下降。     

晶须/滑石粉共改性车用聚丙烯复合材料性能研究

以滑石粉和晶须为填料,制备了晶须和滑石粉共改性聚丙烯复合材料,并研究了该复合材料的力学性能。结果表明:当滑石粉与晶须质量百分比为12∶8时,复合材料的拉伸屈服强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度和熔体流动速率等综合性能最佳。     

Fire-retarding polypropylene with magnesium hydroxide

Four types of magnesium hydroxide with different particle and crystallite sizes and different degrees of agglomeration were added at amounts up to 60% by weight to polypropylene to obtain a series of composites. The burning characteristics, tensile yield strength, flexural modulus, notched Izod impact strength, and melt flow index of the resulting composites were measured. Magnesium hydroxide coated with sodium stearate was found to give an increased melt flow index and impact strength to the composites as compared to values obtained with uncoated magnesium hydroxide. Incorporation of not less than about 57% by weight of magnesium hydroxide made the composite nonflammable, but at the same time considerably reduced its impact, flexural, and tensile yield strengths. As the amount of magnesium hydroxide filler was increased, the tensile yield strength and flexural strength of the composite proportionally decreased while the flexural modulus increased. The impact strength reached a maximum value when the amount of incorporation was 30% by weight. The lower the degree of agglomeration of the magnesium hydroxide filler and the greater the crystallite size within the range to about 2μm, the better were the mechanical properties of the composite.     

Physical and Mechanical Properties of Polypropylene Reinforced with Fe Particles

ABSTRACT

The physical and mechanical properties of Polypropylene (PP) and Fe-PP polymer composites containing 5, 10, and 15 vol% Fe were investigated experimentally. After preparing PP and Fe–PP polymer composites with a twin screw extruder and injection molding, the following properties were determined: yield and tensile strength, the modulus of elasticity, % elongation, hardness (Shore D), Izod impact strength (notched), melt flow index (MFI), Vicat softening point, Heat deflection temperature (HDT), and melting temperature (Tm) of PP and metal-polymer composites. As compared to PP, It was found that by increasing the vol% of Fe in PP, notched Izod impact strength, yield and tensile strength, and % elongation decreased. On the other hand, the modulus of elasticity, hardness, MFI, vicat softening point, and HDT values increased with the amount of iron.     

PP/nano-CaCO_3/POE复合材料性能研究

采用熔融共混法制备了PP/nano-CaCO3/POE复合材料,分别研究了nano-CaCO3和POE的加入量对复合材料力学性能的影响。结果表明:随着nano-CaCO3用量的增加,复合材料的冲击强度和拉伸强度均呈现出先增加后降低的趋势,弯曲模量呈增加趋势;随着POE用量的增加,复合材料的冲击强度先显著增加而后稍有降低,拉伸强度和弯曲模量均呈下降趋势。