POE-g-MAH对尼龙6的增韧改性

采用马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)对两种尼龙6树脂增韧改性,制备了不同增韧剂含量的增韧尼龙6材料。通过力学性能测试和SEM研究了增韧剂质量分数对其力学性能的影响,观察了POE-g-MAH/尼龙6复合材料冲击断面形貌。结果表明,随着增韧剂含量的增加,尼龙6的韧性显著提高,强度下降;且随着增韧剂的增多,在尼龙基体中形成有效的增韧剂聚集相起到改善韧性的作用;在两种流动性差异较大的尼龙6基体中,POE-g-MAH均表现优异的增韧效果。     

马来酸酐化低分子量聚丁二烯接枝改性LLDPE的制备及增韧尼龙6的性能

在传统橡胶增韧塑料体系中,由于橡胶含量通常大于10%(质量分数,下同),不仅提高了材料的成本而且大幅降低了材料的强度和模量。文中报道了以马来酸酐化低分子量聚丁二烯(MLPB)接枝改性的线性低密度聚乙烯(LLD-PEg)为增韧剂,通过反应挤出的方法制备了LLDPEg与尼龙6(PA6)的合金。利用在反应挤出过程中LLDPEg增韧剂中马来酸酐(MAH)与PA6中端胺基的反应,在合金体系中形成以LLDPE为核,MLPB为壳的核-壳结构。结果发现体系中MLPB净含量只有3%时,核壳增韧体系的缺口冲击强度最高可达到118kJ/m2。与POE-g-MAH增韧PA6的体系相比,在相同增韧剂含量的情况下,核壳增韧体系的冲击强度和拉伸强度都更高。     

POE与HDPE对PP的协同增韧改性

以两种高密度聚乙烯(HDPE)和三种聚烯烃弹性体(POE)为增韧剂,对聚丙烯(PP)进行共混改性,探讨增韧剂结构和含量对PP韧性和流动性能的影响规律,获得了最佳混合比。实验发现:POE和HDPE有增韧效果,POE的效果优于HDPE;但降低其熔体质量流动速率(MFR)。当POE:HDPE:PP为25:15:60时,三元复合体系的简支梁缺口冲击强度为74.21KJ·m~(-2),较纯PP提高了13倍。     

POE-g-MA增韧PPO/尼龙6合金的制备和性能

考虑了采用马来酸酐接枝乙烯－1－1辛烯共聚物（POE－g-MA)反应挤出增韧聚苯醚（PPO）／尼龙6合金体系的力学性参能和亚微相态,结果表明,POE与PPO／尼龙6合金的相容性差,增韧效果不佳,POE接枝MA后,通过其分子链上的MA官能团与PPO／尼龙6合金分子链上的氨基反应,获得良好的界面粘结性和相容性,使合金的缺口冲击强度获得大幅度提高,POE－g-MA增韧PPO／尼龙6合金的韧性随MA接枝率的增加而提高,通过与MA的接枝,可显著提高POE与PPO／尼龙6合金的界面粘结性和合金基体中的分散性,并明显减小POE粒子的直径,流变性能研究表明,由于在反应挤出过程中POE－g-MA分子链上的酸酐官能团与尼龙6上的氨基发生化学反应,使POE－g-MA增韧PPO／尼龙6合金的熔体粘度随POE－g-MA的接枝率的增加而显著提高。     

两种马来酸酐接枝物对膨胀阻燃聚丙烯增韧共混复合体系性能的影响

用膨胀型阻燃剂(IFR)和乙烯辛烯共聚物(POE)对聚丙烯(i PP)进行阻燃和增韧改性,比较研究了两种典型增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)对膨胀阻燃增韧共混复合体系阻燃性能以及力学性能的影响。结果表明:IFR可提高聚丙烯共混物的燃烧性能,但是明显降低材料的力学性能,而增容剂的加入可同时提高复合材料的燃烧性能和力学性能。PP-g-MAH使IFR的分散更均匀,添加1%(质量分数,下同)的PP-g-MAH使复合材料的平均热释放速率、热释放速率峰值、比消光面积平均值以及烟释放总量比未添加增容剂的阻燃材料分别下降24%、30%、56%和46%;而POE-g-MAH能使复合材料形成包覆结构,使其冲击强度明显提高,加入5%的POE-g-MAH可使复合材料冲击强度提高93%。     

不同弹性体对聚丙烯的协同增韧

以弹性体乙烯-α-辛烯共聚物(POE)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)和SEBS/POE作为增韧剂,对不同弹性体协同增韧聚丙烯进行了研究,考察了共混体系的力学性能、结晶行为、结晶形貌、动态力学分析以及低温脆断面形貌。结果表明,弹性体SEBS、POE均对PP具有增韧作用,当SEBS、POE用量分别为20%、25%时完成了"脆韧转变",其中SEBS增韧效果较佳;SEBS、POE作为弹性体加入,使PP的结晶度降低;当SEBS/POE复配增韧PP,且m(PP)/m(SEBS)/m(POE)=70/20/10时,具有协同增韧效应,冲击强度最高;此外,POE在PP/SEBS复配增韧中相当于相容剂,起到了"桥梁"作用。     

超韧尼龙11合金的力学性能和相态研究

研究了尼龙11和POE的共混物，制备了不同的马来酸酐接枝率的尼龙11／POE－g－MAH和尼龙11／POE／POE－g-MAH共混物，研究了共混物的力学性能和相态。结果表明，引入POE－g-MAH能够提高相容性和共混物的韧性，并且马来酸酐接枝率越高效果越为明显，与此同时，拉伸强度却降低得很少。     

挤出机螺杆转速对马来酸酐官能化POE性能及增韧PA66效果的影响

采用在熔融挤出过程中添加引发剂与提高双螺杆挤出机螺杆转速的复合引发方法,研究了引发剂的含量、螺杆转速对马来酸酐官能化POE的接枝率、熔体流动速率和凝胶含量的影响。结果表明,提高双螺杆挤出机的螺杆转速可以较好地抑制POE在官能化过程中的交联副反应,控制制得具有较高接枝率(Gd=0.6%~0.92%)、较好熔体流动性(MI=0.4~4.0g/10min)和较低凝胶含量(≤0.3%)的官能化产物。复合引发所得官能化产物POE-g-MAH对PA66的增韧效果明显优于单纯采用引发剂引发所得产物。25%复合引发官能化POE产物可使PA66的缺口冲击强度由6.5kJ/m2提高至110kJ/m2。     

PP/POE/BaSO4三相复合体系的形态控制和力学性能的研究

用扫描电镜（SEM），动态力学分析（DMA）及力学性能表征等方法，研究了组分特性对PP／POE／BaSO4三相复合体系形态的影响以及形态与复合材料力学性能的关系，结果表明，弹性体（POE）经过马来酸酐接枝改性后，无机粒子与弹性体之间的相互作用加强，在熔融加工过程中填料粒子倾向于进入橡胶相，即形成橡胶包覆无机粒子的结构，而当POE未经接枝改性时，橡胶相与无机粒子倾向于形成相互分离的相结构，力学性质的研究表明，两种形态的三相复合体系的冲击强度和杨氏模量的比纯PP，PP／POE和PP／BaSO4两相复合体系有显著的提高，即同时实现了增强和增韧。     

不同增容剂对POE增韧聚乳酸性能的影响

用双螺杆挤出机制备了聚乳酸(PLA)、聚烯烃弹性体(POE)和4种不同增容剂(马来酸酐接枝POE、马来酸酐、丙烯酸酯双官能化POE、丙烯酸酯与缩水甘油酯双官能化的POE、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE)的共混物,考察了不同增容剂对共混物力学性能和断面形貌的影响,分析了退火前后共混物力学性能的变化。结果表明,在使用自制的甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE(POE-g-GMA)作为增容剂,三元体系PLA/POE/POE-g-GMA的质量比为80/15/5时,复合材料力学性能达到最佳,此时缺口冲击强度为12.3 kJ/m2,是纯PLA的3.7倍,拉伸强度为47.5 MPa。     

不同含量POE增韧竹塑复合材料的力学和动态力学性能

为研究增韧剂聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer,POE)对竹粉/高密度聚乙烯复合材料(竹塑复合材料,BPC)的增韧作用,制备了高性能竹塑复合材料。在竹塑复合材料中分别添加不同含量的 POE 制备试样,对制备的试样进行力学性能测试和动态热力学分析。力学性能测试结果表明,随着 POE 含量的增加,竹塑复合材料的冲击强度明显增大,但拉伸强度和弯曲强度均减小,当 POE 含量为40%时,竹塑复合材料的冲击强度最好;动态热力学分析结果表明,随着 POE 含量的增加,竹塑复合材料的韧性增强,当 POE 含量为40%时,竹塑复合材料的韧性最强。     

Superior toughness obtained via tuning the compatibility of poly(ethylene terephthalate)/poly(ethylene–octene) blends

As a partial of the systematic investigation of the preparation and characterization of poly(ethylene terephthalate) (PET) blending/compounding materials with excellent comprehensive mechanics in the authors’ group, this study deals with the compatibilization modification of PET/elastomer blends to obtain superior toughness. Poly(ethylene–octene) (POE) was employed as elastomer toughener, while maleic anhydride grafted POE (mPOE) was selected as compatibilizer. To highlight the effect of compatibility on toughening, the sum amount of elastomer component, POE and mPOE, was fixed at 20 wt%, but the mass ratio of mPOE/POE was changeable. It is interesting to find that an optimization of toughening can be attained at 3 wt% mPOE, at which the notched impact strength is about 15 folds for that of neat PET. The toughening behavior observed is due to a combination of good dispersion of elastomer phase particles and, particularly, appropriate interfacial adhesion condition. Microscopic fractured morphology reveals that a moderate level of interfacial adhesion is important for good dispersion of elastomer phase and debonding between PET matrix and elastomer particles, which initiate matrix shear yielding to dissipate more energy than other interfacial adhesion conditions.     

超支化聚合物/环氧树脂体系的固化行为及性能

利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)法研究了脂肪族聚酯型超支化聚合物/环氧树脂/酸酐固化体系的固化反应,并研究了不同代数及含量超支化聚合物对固化产物力学性能的影响。结果表明,超支化聚合物的引入能促进体系中酸酐基团的开环并产生游离羧酸,从而对体系的固化反应产生促进作用。较低含量超支化聚合物的引入即能较好地改善固化产物的力学性能,其中第三代HBP含量为3%时,固化物的拉伸强度提高20.54%、冲击强度提高71.14%、断裂伸长率提高41.02%。     

TiC颗粒增韧SiC基复合材料及其冷处理研究

研究了TiC_P粒径与TiC_P/SiC复合材料的抗弯强度和断裂韧性之间的关系,探讨了低温冷处理对复合材料性能的影响.结果表明:添加适宜粒径的TiC颗粒能够提高SiC材料的强度和韧性,但同时提高强度和韧性的粒径范围很窄.对复合材料进行低温冷处理,不仅可以进一步提高强度和韧性,而且可以改变增韧的粒径范围,使增韧和增强的粒径重合范围变宽.因此,形成一个较宽范围的强韧化区,为材料的强韧化设计和工艺的制定提供了依据.      

挤出成型PP木塑复合材料的力学性能与改性研究

以聚丙烯(PP)为塑料基体,以木粉为填料,并加入添加剂,用挤出成型法制备了PP基木塑复合材料(PP-WPC),研究了增韧剂、相容剂、偶联剂和颜料对WPC力学性能的影响。结果表明:随着增韧剂POE和EPDM加入量的增加,PP-WPC的冲击强度提高,但弯曲强度和弯曲模量有一定程度的降低,其中POE提高冲击强度的效果优于EPDM;适量加入相容剂或偶联剂能提高PP-WPC的弯曲强度和冲击强度,实验条件下相容剂MAPP最佳用量为8%,偶联剂KH570和KH171最佳用量为1%,其中相容剂提高强度的效果显著优于偶联剂;颜料的加入不同程度地降低了PP-WPC的力学强度,其降低程度顺序为:钛白粉>氧化铁黄>氧化铁红>炭黑。     

Effect of interfacial interaction on morphology and mechanical properties of PP/POE/BaSO4 ternary composites

Ternary composites of Polypropylene (PP)/ethylene-octene copolymer (POE)/Barium Sulfate (BaSO₄)(PP/POE/BaSO₄) were prepared through a two-step process: BaSO₄ master-batches were first prepared through blending of BaSO₄ and POE, then blending with PP. Two families of phase structure were confirmed through SEM and DSC, depending on their interfacial interaction. Separation of POE and BaSO₄ filler was found when untreated or titanate coupling agent treated BaSO₄ filler were used. Encapsulation of BaSO₄ particles by POE elastomer was achieved by using BaSO₄ master-batch prepared through reactive blending of BaSO₄ with POE in the presence of maleic anhydride (MAH) and dicumyl peroxide (DCP). The mechanical properties of the composites greatly rely on the morphology. The yield strength and the impact toughness of a composite with core-shell morphology are higher than those of composites with separated morphologies, but the former has lower flexural modulus and elongation at break than the latter. The interfacial interaction was evaluated by semi-empirical equations developed previously. The deformation and toughening mechanisms of the composites were also investigated.     

POE共混增韧二次发泡聚丙烯的力学性能

用单螺杆挤出机制备了不同质量分数的聚烯烃弹性体(POE)共混增韧聚丙烯(PP)预发泡粒料,并用型内二次发泡工艺制备了发泡聚丙烯(FPP)。研究了POE的用量、粒径及分布对FPP的发泡效果和力学性能的影响。结果表明,POE的加入改善了FPP的发泡效果,获得泡径细小均匀的闭孔泡沫结构;POE在基体中呈粒状均匀分布且与PP基体的界面结合良好,显著提高了FPP的冲击韧性,弯曲强度和压缩强度则随POE含量的增加而降低。在研究的范围内,增韧改性FPP的弯曲强度要高于未改性FPP。     

利用弹性体增韧木粉/HDPE复合材料

为提高木塑复合材料的韧性,在木粉/高密度聚乙烯(WF/HDPE)复合材料制备过程中引入了3种弹性体:聚烯烃弹性体(POE)、弹性体改性聚乙烯(BPB)和接枝改性的聚烯烃弹性体(A669)。通过对WF/HDPE复合材料冲击强度和抗弯弹性模量的测试,确定出既能有效提高WF/HDPE复合材料韧性又能维持材料刚性的增韧剂种类及其用量,并通过结晶行为、热力学性能及界面结合分析等探讨了其增韧原理。通过对比可知, A669的增韧效果最为明显,质量分数为4%时冲击强度达到15.31 kJ/m2,相对于无添加配方提高了52.34%且抗弯弹性模量只下降6.09%。XRD和DSC分析结果表明:A669的添加阻碍了WF/HDPE复合材料的结晶行为,使其在略低的温度下才可以结晶,且结晶度下降,晶粒尺寸增大,衍射角所对应的衍射面增大,因此吸收和损耗了更多的能量;A669的添加还降低了WF/HDPE复合材料的玻璃态转变温度。DMA和SEM分析结果显示:A669的添加使WF/HDPE复合材料呈现出显著的黏性特征,断裂面的HDPE塑料基质出现拉丝现象,从而达到提高材料韧性的效果。转矩流变测试表明A669的添加使WF/HDPE复合材料的扭矩略有降低,对加工没有不利影响。适当添加A669可以使木塑复合材料同时具备良好的韧性和刚性,对扩大其在建筑模板等领域的应用具有重要意义。      

Thermal and impact study of PP/PET fibre composites compatibilized with Glycidyl Methacrylate and Maleic Anhydride

In this paper, two grafted copolymers, Glycidyl Methacrylate grafted polypropylene (PP) (PP-g-GMA) and Maleic Anhydride grafted PP (PP-g-MA) were used in PP reinforced with short poly(ethylene terephthalate) (PET) fibre composites. Transcrystallization (TC) of PP on PET fibres was investigated using a polarized optical microscope, which revealed no TC for either of the modified composites at the fibre–matrix interface. Heat deflection temperature (HDT) results of GMA modified composites revealed more enhancement than HDT of MA modified samples. The composite strength results showed enhancement for both modified composites up to 10 wt.%, and this growth was bigger for GMA modified composites. The morphological analysis of GMA modified PP/PET composites pointed out a marked improvement of fibre dispersion and interfacial adhesion as compared to non-compatibilized PP/PET composites. The results of impact strength showed about 43% enhancement for 15 wt.% PET fibre composites. It was found that at low fibre percentages, using either of the modifiers reduces the impact strength a little in comparison to impact strength of the unmodified samples. According to linear elastic fracture mechanics LEFM, impact fracture toughness (G_c) and critical stress intensity factor (K_c) were evaluated for these composites based on the fracture energy obtained from impact tests.