原子转移自由基聚合法在纳米SiO2表面接枝PS及其对SBS的改性

采用原子转移自由基聚合(ATRP)法在纳米二氧化硅(SiO2)粒子表面接枝聚苯乙烯(PS),并以此对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)进行改性。透射电镜(TEM)、力学性能与热重分析(TGA)等测试结果表明,所制备的SiO2-g-PS纳米复合粒子在SBS中分散比较均匀,使SBS/SiO2-g-PS复合材料的力学性能与热稳定性明显高于纯SBS与SBS/SiO2复合材料。动态力学分析(DMA)测试结果表明,与纯SBS及SBS/SiO2复合材料相比,SBS/SiO2-g-PS的高温玻璃化转变温度升高了5℃。     

SiO2-聚合物杂化微球改性聚丙烯的非等温结晶动力学

将原位乳液聚合制得的SiO2-聚合物杂化微球与聚丙烯熔融共混制备了SiO2/聚丙烯(SiO2/PP)复合材料,利用差示扫描量热法(DSC)研究了SiO2/PP复合材料的非等温结晶动力学行为.结果表明,SiO2-聚合物杂化微球具有明显的异相成核效应,提高了PP的结晶温度和结晶速率,同时降低了PP的结晶度,提高了PP的结晶活化能.运用Mo法处理纯PP和SiO2/PP复合材料的非等温结晶动力学,结果显示SiO2-聚合物杂化粒子降低了聚丙烯在单位结晶时间内达到一定结晶度时所需的降温速率.     

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.     

纳米SiO2/PEA复合粒子的制备和表征

在经预处理的SiO2表面上通过乳液聚合反应接枝丙烯酸乙酯,用FT-IR和XPS对制备的纳米SiO2/PEA复合粒子进行了表征,研究了由复合粒子填充的PP/POE/SiO2复合材料的力学性能、结晶性能和结构形态。结果表明:通过乳液聚合反应成功地将EA接枝到纳米SiO2的表面上;由复合粒子填充的PP/POE/SiO2复合材料,纳米SiO2在基体中的分散尺寸约为100 nm,分布较均匀,复合材料的冲击强度和断裂伸长率均得到提高,在SiO2含量4%(质量分数)时,PPβ晶峰的强度最强。     

聚丙烯对SEBS弹性体的改性作用与结晶行为

选用聚丙烯PP-S700,使用密炼机制备了苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)/聚丙烯(PP)弹性体共混材料。通过差示扫描量热法研究了聚丙烯PP在SEBS弹性体中的结晶行为;利用广角X射线衍射初步探讨了聚丙烯PP结晶在SEBS弹性体中的取向性,计算得到了PP的取向度。研究结果表明,SEBS/PP共混材料随着PP含量的增加由弹性体转化为硬弹性体,PP分散相逐渐连接,与SEBS形成双连续相,使材料的力学强度、储能模量显著提高,且降低了因PP的引入而对弹性体断裂伸长率的影响。在SEBS/PP弹性体共混材料中PP的结晶温度、结晶度都会随着SEBS含量的增加而降低。在注塑成型过程中,SEBS/PP弹性体共混材料的大分子链沿注塑成型方向取向。     

PP/TPU/纳米SiO2复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/纳米SiO2复合材料,研究了复合材料的力学性能、结晶性能、流变性能.研究结果表明,填充5%的TPU和极少量纳米SiO2具有协同增强和增韧效应;PU能诱导PPβ晶的形成,纳米SiO2的用量影响其诱导作用;纳米SiO2对PP/TPU有一定的增容作用,使复合材料体系的模量与黏度增大.     

聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅SiO2复合材料的制备及其性能研究

纳米材料因其独特的性能而广泛应用于聚丙烯(PP)等高分子材料的改性.本文用纳米二氧化硅与PP共混进行改性,利用双螺杆共混方法制备聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料,研究了聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料的力学性能,采用熔融流变仪、XRD、SEM对熔体流动速率、PP物相情况等进行了研究.实验结果表明,2%含量的纳米二氧化硅聚丙烯纳米复合材料综合性能最佳,提高了PP的综合力学性能.在本文中对纳米SiO2改性PP的机理进行了初步探讨,利用X射线衍射图谱分析,结果表明纳米SiO2的加入对PP中β晶型的产生有诱导作用.     

不同结晶性能聚合物/纳米SiO2复合材料的制备与阻隔性能

选取3种偶联剂(KH550、KH560和KH570),将纳米SiO2进行改性,并采用熔融共混法分别与4种结晶性能不同的聚合物(HDPE、PP、PVC和PC)共混制备了一系列纳米复合材料(0～5%(质量分数)SiO2),并吹塑成薄膜。采用红外光谱(IR)、差示扫描量热仪(DSC)及扫描电镜(SEM)对纳米SiO2和复合材料的结构进行了表征,并对复合材料的力学性能、阻隔性能等进行了表征。结果表明,纳米SiO2与偶联剂均形成化学键合,改性后的纳米SiO2在各聚合物中分散较好,且在聚合物中起到异相成核的作用。在相同纳米SiO2含量下,SiO2对结晶性能不同的聚合物的结晶改善情况有差异,且纳米SiO2的异相成核作用在结晶性聚合物中更为明显,能使复合材料的结晶更为完善,结晶性能的改变与复合材料的阻隔性能能够形成一定关系。     

功能化聚丙烯对纳米SiO2/聚丙烯复合材料性能的影响

以环氧功能化聚丙烯(PP-g-GMA)作为纳米SiO2/PP复合材料的增容剂,研究了PP-g-GMA对复合材料力学、结晶和流变性能的影响.研究结果表明,PP-g-GMA的加入使PP复合材料的拉伸强度、冲击强度提高;使PP的结晶峰温明显提高,使复合材料的储能模量和复合黏度均明显高于纯PP.     

纳米SiO2和MgAl-SDBS-LDHs在聚丙烯中的协同分散及协效阻燃性能研究

以有机改性纳米SiO2和MgAl-SDBS-LDH为填料,采用熔融共混法制备PP/MgAl-SDBS-LDHs、PP/MgAl-SDBS-LDHs/SiO2复合材料。采用XRD、TGA、氧指数仪、水平垂直燃烧仪和锥形量热仪等方法,探讨纳米SiO2、MgAl-SDBS-LDHs在聚丙烯中的协同分散及协效阻燃性能。结果表明:相比PP/MgAl-SDBS-LDHs,PP/MgAl-SDBS-LDHs/SiO2复合材料体系的分散性得到明显改善。PP/5%MgAl-SDBS-LDHs/10%SiO2复合材料的初始分解温度较纯PP升高62℃,残留量达到11.18%。样品达到UL-94水平燃烧测试标准,极限氧指数(LOI)提高3.8,平均质量损失速率(AMLR)下降1.8g/(m2·s),生烟总量(TSP)增加4.7m2,热释放速率峰值(PHRR)下降41%。有机改性纳米SiO2改善了MgAl-SDBS-LDHs在聚丙烯中的分散性并提高了复合材料的阻燃性能。     

表面修饰纳米SiO2与聚丙烯共混制备聚丙烯/SiO2纳米复合材料

二氧化硅纳米粒子经表面修饰将丙烯酸酯键接到SiO2表面制备出丙烯酸酯修饰SiO2纳米粒子.丙烯酸酯修饰SiO2纳米粒子与聚丙烯(PP)熔融共混制备PP/SiO2纳米复合材料.研究了纳米粒子对复合材料力学性能的影响,并对纳米粒子增韧机理进行了研究.研究结果表明:复合材料冲击强度在SiO2含量为3.5 wt%时达到最大值,SiO2纳米粒子对聚丙烯基体材料有很好的增强增韧效果.     

蒙脱土/聚丙烯复合材料结晶形态及耐电树枝化特性

为了改善聚丙烯(PP)的耐电树枝性能,以有机化蒙脱土(MMT)作为纳米填充相,马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)作为相容剂,采用熔融插层一步法和二步法制备了MMT/PP复合材料。分别利用偏光显微镜(PLM)及差示扫描量热(DSC)曲线观测了PP及MMT/PP复合材料的结晶形态及结晶过程,采用SEM考察了MMT在复合材料中的分散状态。通过电树枝引发实验,探究了制备方法及结晶形态对复合材料耐电树枝化性能的影响。实验结果表明:采用熔融插层二步法制备的MMT/PP复合材料,其无机相分散较均匀,结晶尺寸减小,结晶结构由球晶转变为片晶的堆叠,结晶度提高了约2.7%;在PP试样中,电树枝长度较长且分枝较少,而MMT/PP试样中电树枝转变为长度较小且分枝较多的稠密结构。     

ATRP法在纳米TiO_2表面接枝PS及其对SBS的改性

通过溶胶-凝胶法制备金红石型纳米二氧化钛(TiO_2),再利用原子转移自由基聚合(ATRP)法在纳米TiO_2表面接枝聚苯乙烯(PS),并以此对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)进行改性。红外光谱、X射线光电子能谱及透射电镜测试结果表明,PS大分子链成功地接枝到纳米TiO_2粒子表面。力学性能、动态力学分析及热重分析测试结果显示,SBS/TiO_2-g-PS复合材料的力学性能与热稳定性均明显优于纯SBS及SBS/TiO_2复合材料。经紫外光老化后,SBS/TiO_2-g-PS复合材料的力学性能保持率最高。     

SiO_2-MWNTs/聚乳酸复合材料的冷结晶动力学及球晶形态

为研究多壁碳纳米管(MWNTs)对聚乳酸(PLA)冷结晶动力学和球晶形态的影响,分别以PLA和表面包覆纳米SiO2并接枝硅烷偶联剂的纳米SiO2改性MWNTs(SiO2-MWNTs)为基体和改性剂,经溶液共混法制备了SiO2-MWNTs/PLA复合材料。采用DSC、偏光显微镜、Jeziorny模型和Johnson-Mehl-Avrami模型研究了复合材料的非等温冷结晶动力学和球晶形态。结果表明:SiO2-MWNTs可作为异相成核剂,能有效降低SiO2-MWNTs/PLA复合材料的冷结晶温度,提高晶核生成速率和晶体生长活化能。SiO2-MWNTs/PLA复合材料的冷结晶过程主要由成核作用控制,加入SiO2-MWNTs可同时提高复合材料的结晶速率和结晶度。冷结晶时,PLA球晶尺寸小于熔体冷却结晶时的,且SiO2-MWNTs含量对冷结晶球晶尺寸的影响远小于其对熔体冷却结晶球晶尺寸的。所得结论对优化PLA的结晶结构和性能、制备高性能PLA复合材料具有指导意义。     

PET/纳米SiO2复合体系结晶性和SiO2粒子分散性研究

将改性后的纳米SiO2加入单体EG中超声波分散,然后与TPA搅拌混合置入反应釜中,制备PET/纳米SiO2复合材料.研究了纳米SiO2的用量及其分散形式.用傅立叶红外、SEM分析和观察纳米SiO2在复合材料中的结构和形态,用示差扫描量热法(DSC)分析PET复合材料的结晶行为.结果表明,PET/SiO2复合材料中的纳米氧化硅已经融入到PET基体中.将纳米SiO2在EG中直接用超声波分散,再与TPA聚合得到的复合材料中纳米SiO2粒子存在严重团聚现象;而纳米SiO2和分散剂PEG同时加入EG后用超声波分散,再进行聚合可以明显提高其分散性.DSC分析表明,PET/SiO2复合材料体系的结晶放热峰的宽度增大.当SiO2的量不超过2%时,能够略微提高PET的结晶温度,使结晶过冷度和结晶速率减小;当SiO2含量为3%时,结晶速率常数增大.与非等温结晶动力学分析得到的结果相同.     

LLDPE/MAH-LLDPE/SiO_2复合材料的形态结构与增韧机理

采用线型低密度聚乙烯(LLDPE)、纳米二氧化硅(SiO2)与马来酸酐接枝的LLDPE(MAH-LLDPE)通过熔融共混与注塑成型工艺,制备了LLDPE/MAH-LLDPE/SiO2复合材料。MAH-LLDPE对LLDPE/SiO2复合材料起到了界面增容作用,纳米SiO2粒子以30 nm~160 nm的尺寸较均匀地分散在复合材料中,并与聚合物基体形成良好的界面粘接。这些均匀分散的SiO2粒子起到异相成核作用,促进了复合材料中LLDPE相的结晶,提高了其晶面厚度、熔点和结晶温度;另一方面,SiO2和MAH-LLDPE中少量的凝胶降低了LLDPE的结晶度。在复合材料冲击断裂过程中,纳米SiO2粒子起到应力集中作用,诱导其邻近的聚合物基体屈服、界面空化;同时呈多尺度分布的纳米SiO2聚集粒子发生粒子间的分离,吸收能量,从而实现了对LLDPE的增韧作用。     

纳米金刚石/PP复合材料的非等温结晶行为

采用熔融共混的方法制备了纳米金刚石/聚丙烯(PP)复合材料,并研究了纳米金刚石在非等温条件下对PP非等温结晶动力学和结晶形态的影响。用Jeziorny法和Mo法对非等温结晶动力学分析发现,添加适量的纳米金刚石,提高了PP的结晶峰值温度Tp,加快了结晶速率。当纳米金刚石添加量为1%时,复合材料的Avrami速率常数(Zt)最大,结晶速率[F(T)]和半结晶时间(t1/2)最小。偏光显微镜观察结晶形态发现,纳米金刚石/PP复合材料的晶粒尺寸减小,结晶完善程度有所下降。复合材料的结晶活化能随着纳米金刚石含量的增加呈现先减少后增加,当纳米金刚石含量为3%时,复合材料的结晶活化能达到最低值21.08kJ/mol。     

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。     

微纳米SiO2/PP复合材料增强增韧的实验研究

为了研究无机刚性颗粒对通用塑料聚丙烯(PP)的力学性能的影响,采用熔融共混方法制备了经硅烷偶联剂A-151处理的SiO2/PP复合材料,并通过其缺口冲击、拉伸、弯曲试验和冲击断面的形貌观察,分析研究了微纳米SiO2颗粒大小、填充量、表面改性以及不同颗粒大小SiO2混合物对PP复合材料增韧、增强效果的影响.实验结果表明:纳米SiO2的加入可以同时改善其韧性、刚性和强度;填充量相同,颗粒越细,SiO2/PP复合材料的力学性能越好.SiO2经改性后填充到PP基体中,明显改善了颗粒在基体中的分散性及基体与颗粒之间界面结合性能,使复合材料的综合力学性能得到提高.不同颗粒大小的SiO2混合后填充到PP基体中,混合SiO2的协同效应使复合材料拉伸、弯曲性能进一步提高,对PP基体具有更好的增强效果,但其冲击性能下降.     

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。