PS/POE/功能化石墨烯纳米复合材料的制备和性能研究

利用马来酸酐接枝聚烯烃(POE-g-MAH)弹性体为增韧剂,乙二胺功能化石墨烯(G-EDA)为纳米填料,经熔融共混法制备了聚苯乙烯(PS)/POE-g-MAH/G-EDA纳米复合材料,并对填料和所得纳米复合材料的结构和性能进行了全面的表征。红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能、维卡软化温度和熔融指数测试表明:乙二胺(EDA)已成功接枝于石墨烯的表面上;共混过程中,POE-g-MAH的酐基与EDA的氨基发生反应改善了共混体系的界面相容性;G-EDA在熔融共混过程中均匀分散于PS基体中;随着G-EDA含量的增加,复合材料的拉伸强度先增大后降低,当G-EDA质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度达到最大值,比PS/POE-g-MAH提高了12.3%,比纯PS提高了15.5%;而当G-EDA质量分数为0.75%时,复合材料的冲击强度达到最大值,比PS/POE-g-MAH提高了22%,比纯PS提高了22.4%。因此,当G-EDA的质量分数在0.5%~0.75%之间时,复合材料的综合力学性能最好。G-EDA的加入,纳米复合材料的邵氏A硬度、维卡软化温度等都逐渐增大,而熔融指数逐渐降低。     

增容剂对PP/r-PET共混体系结构与性能影响

采用熔融接枝法制备了聚丙烯(PP)接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝物(PP-g-GMA)和聚丙烯接枝马来酸酐接枝物(PP-g-MAH),并用PP-g-GMA和PP-g-MAH作为PP/回收聚对苯二甲酸乙二醇酯(PP/r-PET)共混体系(质量份之比100/12)的增容剂。通过对共混体系进行分析,研究了PP-g-GMA和PP-g-MAH对PP/r-PET共混体系结构与性能的影响。结果表明:成功制备了PP-g-GMA和PP-g-MAH;PP-g-GMA的MFR(熔体流动速度)低于PP-g-MAH的;PP-g-GMA质量份为6份时,共混体系的拉伸强度和冲击强度较未增容体系提高了54.8%和21.8%,增强与增韧效果较明显;当PP-g-MAH质量份为6份时,共混体系的拉伸强度提高了52.1%,但冲击强度稍有降低;PP-g-GMA使得r-PET在PP中分布更均匀。     

接枝物含量对高层建筑用GF/PP复合材料性能的影响

为了提高高层建筑用材料的力学性能,采用熔融共混的方法,在玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)复合材料中加入马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)与马来酸酐接枝聚烯烃(POE-g-MAH),分析接枝物含量对复合材料拉伸性能、弯曲性能以及冲击性能的影响。研究表明：当POE-g-MAH或PP-g-MAH的加入量为4 g时,复合材料的流动性明显改善,达到了最大熔体流动速率。当基体中接枝物含量上升后,复合材料的拉伸强度表现为先增大后减小的变化趋势,弯曲强度以及弯曲弹性模量都出现了先增大后减小的变化趋势,并在含有4 g接枝物时达到最大。当复合材料中接枝物含量增大后,含有POE-g-MAH接枝物的复合材料的冲击强度迅速增大。扫描电镜显示,加入接枝物后GF表面上存在明显附着物,GF和PP基体之间形成了良好相容性。     

相容剂对PA6/PP合金性能的影响

分别采用聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和硬脂酸(ST)作为相容剂,通过熔融共混法制备了PA6/PP(聚酰胺6/聚丙烯)合金,研究相容剂用量对该合金性能的影响。结果表明,随着相容剂的增加,PA6/PP合金的吸水性和熔体流动速率下降,拉伸强度和缺口冲击强度先增大后减小。当PP-g-MAH和ST用量分别为PA6/PP合金的4.0%(质量分数,下同)和2.0%时,复合材料的综合性能更佳。     

EDA-GO/CPE/PS纳米复合材料的制备及性能研究

选取氯化聚乙烯(CPE)弹性体为增韧剂,乙二胺接枝氧化石墨烯(EDA-GO)为纳米填料,经熔融共混法制备了CPE/聚苯乙烯树脂(PS)和EDA-GO/CPE/PS纳米复合材料。采用红外光谱、拉伸测试、冲击测试和熔融指数测试方法研究了EDA-GO的表面结构,复合材料的拉伸性能、冲击性能和熔融流动性能。结果表明,乙二胺(EDA)已成功接枝于氧化石墨烯(GO)的表面上;在CPE/PS复合材料中,材料的拉伸强度和冲击强度的变化规律与一般弹性体增韧塑料的规律一致;在EDA-GO/CPE/PS纳米复合材料中,随着EDA-GO含量的增加其拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率和弹性模量都有先上升后下降的趋势,当EDA-GO质量分数为0.5%时,拉伸强度达最大值,较CPE/PS复合材料提高了38%,较纯PS提高了61%;在EDA-GO质量分数为0.75%时,其冲击强度和弹性模量最大,比CPE/PS复合材料冲击强度和弹性模量分别提高了18%和41%。因此,当EDA-GO的质量分数在0.5%~0.75%之间时,复合材料的综合力学性能最好。随着EDA-GO的加入,纳米复合材料的熔融指数先下降后上升。     

空心玻璃微珠和PP-g-MAH对PP力学性能及结晶性能的影响

通过熔融共混挤出的方法,制备了聚丙烯(PP)/空心玻璃微珠(HGB)和PP/聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)/HGB复合材料。研究了HGB和PP-g-MAH对复合材料微观结构、力学性能和结晶性的影响。结果表明,PP-g-MAH可提高HGB与PP的相容性;复合材料的拉伸强度和弯曲强度随HGB的增加表现出先增大后减小的趋势,断裂伸长率和冲击韧性逐步下降;PP-g-MAH可进一步提高拉伸强度、弯曲强度和冲击强度。PP-g-MAH的加入促使产生少量β晶,HGB和PP-g-MAH都降低了PP的结晶度和结晶速率。     

增容剂对短切GF增强PP复合材料性能的影响

通过熔融共混法制备了短玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)复合材料,加入不同种类和含量的马来酸酐接枝物以改善PP和GF的相容性,制备出既增强又增韧的GF增强PP复合材料。利用熔体流动速率(MFR)仪、差示扫描量热(DSC)仪、热变形温度(HDT)仪、扫描电子显微镜(SEM)和万能试验机对所制备的材料进行分析测试。结果表明,加入马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)和马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)均能增大复合材料的MFR,改善加工流动性;相比PP/GF复合材料,加入1份POE-g-MAH的复合材料的HDT提高了5℃,加入1份PP-gMAH的复合材料的HDT提高了14℃;而加入2份POE-g-MAH的复合材料的HDT远远高于加入2份PP-g-MAH的复合材料。加入短GF能够提高PP的结晶度,加入少量(1份或2份)PP-g-MAH和POE-g-MAH均能提高复合材料的结晶温度和起始结晶温度,具有异相成核的作用。通过SEM观察发现,加入两种接枝物均能增加GF表面附着的聚合物,提高GF与PP的粘附力;加入2份POE-g-MAH和PP-g-MAH的复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量最佳,相比PP/GF复合材料,分别提升25.1%和25.9%,38.0%和40.3%,13.9%和19.2%;常温(23℃)和低温(-20℃)简支梁缺口冲击强度分别提升76.6%和55.0%,42.2%和30.6%。两种接枝物均能提高GF增强PP复合材料的力学性能,且加入2份POE-g-MAH的复合材料不仅表现出与加入2份PP-g-MAH的复合材料相近的拉伸和弯曲性能,而且具有更优异的冲击性能。     

PP-g-MAH增容改性木粉/PP复合材料的性能研究

以马来酸酐接枝聚丙烯 (PP-g-MAH) 为相容剂,聚丙烯 (PP) 为基体,通过熔融共混法制备了木粉/PP复合材料。研究了 PP-g-MAH 用量对复合材料力学性能及吸水性能的影响; 采用扫描电镜 (SEM) 观察了复合体系的冲击断面形貌。结果表明: 当 PP-g-MAH 的质量分数为 4%时,可以提高添加 35 份木粉复合材料体系的拉伸强度及弯曲强度,比未添加相容剂的分别提高了 49.4%和 16%,而缺口冲击强度仅下降了 9%。SEM 观察证实: PP-g-MAH 的加入有利于提高木粉与 PP 基体的界面相互作用。从吸水率来看,木粉/PP 复合材料的吸水率保持在 0.22% 以下,远低于纯木材。     

增容剂对PP/PP-g-MAH/CaCO_3复合材料性能与形态的影响

采用熔融混合法制备了PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料,并利用万能试验机、差示扫描量热仪(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)分析了PP-g-MAH含量对PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料力学性能、结晶性能与界面形态的影响。结果表明:随着增容剂PP-g-MAH含量的增加,PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料的拉伸强度从25.7 MPa增加到32.0 MPa,弯曲强度从34.7 MPa增大到41.2 MPa;结晶温度则先增大后逐渐减小,当PP-g-MAH含量为2%时结,晶温度为123.9℃,结晶度为44.7%;而断裂伸长率和冲击强度逐渐减小。     

母料法制备尼龙6/蒙脱土纳米复合材料及其性能

以高流动性聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为载体树脂,制备了接枝聚丙烯/有机蒙脱土插层母料,并以此为增强剂制备了PA6/接枝聚丙烯/有机蒙脱土纳米复合材料,研究了有机蒙脱土(OMMT)含量对复合体系力学性能和耐热性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)研究了复合材料的微观结构。结果表明:在所制备的插层母料中,PP-g-MAH大分子能够部分插入OMMT的晶片层间,其层间距有所增大。母料法制备的PA6/接枝聚丙烯/有机蒙脱土纳米复合材料的力学性能得到了较大提高,当OMMT含量为6%时,拉伸强度和弯曲强度分别比PA6/PP-g-MAH共混体系提高了24%和25.1%。     

PP-g-MAH/改性高岭土复合材料的制备与性能

利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)对高岭土(kaolin)进行表面改性,制备了改性kaolin(M-kaolin),然后将聚丙烯(PP)接枝上顺丁烯二酸酐(MAH),制备了PP-g-MAH,将两者经过熔融共混制备了PP-gMAH/M-kaolin复合材料,研究了M-kaolin添加量对复合材料力学性能和热稳定性的影响。结果表明,当M-kaolin粒子质量分数为1%时,PP-g-MAH/M-kaolin复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,与纯PP相比分别提高了10.4%和122%;当M-kaolin粒子质量分数为2%时,复合材料的缺口冲击强度达到最大值,较纯PP提高了96.5%,且热稳定性最好。这表明kaolin粒子经KH550改性且PP经MAH接枝后,PP与kaolin相容性得到优化,从而使复合材料的强度和韧性都得到了提高。     

酒糟增强聚丙烯复合材料的制备与性能研究

通过熔融共混制备了酒糟(DG)增强聚丙烯(PP)复合材料,考察了DG用量、粒径以及马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）相容剂对复合材料性能的影响。结果表明,DG的加入使得复合材料的热稳定性和阻燃性能提高;PP/DG复合材料的结晶温度随DG含量的增加而升高,说明DG对PP有异相成核的作用;当粒径为100 μm 的DG用量为10 %（质量分数,下同）时,复合材料的缺口冲击强度相比纯PP提高了55.2 %;一定的粒径范围内,复合材料的力学性能与DG粒径呈正相关;PP-g-MAH含量为2 %,DG含量为10 %的复合材料的拉伸强度比未加相容剂时提高了9.3 %,比纯PP提高了4.1 %;PP-g-MAH的加入使得DG颗粒与PP基体间的界面结合明显改善。     

PP/核桃壳粉复合材料的制备与性能研究

以核桃壳粉(WSP)为填料,采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/WSP复合材料。研究了聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)界面相容剂、三元乙丙橡胶(EPDM)弹性体等对PP/WSP复合材料力学性能和热稳定性的影响。结果表明:PP-g-MAH界面相容剂能够改善WSP与PP的界面相容性,增强界面黏结强度,提高复合材料的力学性能,添加7%的PP-g-MAH可以使WSP用量为50%的PP/WSP复合材料的拉伸强度提高49.5%,弯曲强度提高52.9%;而添加EPDM弹性体的PP/WSP复合材料的韧性显著改善。WSP对聚合物基体的热稳定性有一定促进作用。     

PP-g-MAH对SEBS/PP/MH/EG阻燃复合体系结构与性能的影响

在氢氧化镁(MH)与可膨胀石墨(EG)复配阻燃石蜡油改性苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)/聚丙烯(PP)共混物(O-SEBS/PP)体系中,用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)增容,研究其对O-SEBS/PP/MH/EG阻燃复合体系结构和性能的影响。结果表明:以一定量的PP-g-MAH代替基体中的PP增容后,复合材料在保持UL94垂直燃烧V-0级的同时,拉伸强度(σmax)与100%定伸强度(σ100)随着PP-g-MAH用量的增加而增大,在质量分数为6%时,分别为13.4 MPa和9.0 MPa,较未添加PP-g-MAH时分别提高13.6%和76.5%;撕裂强度则下降4.0%。复合材料的毛细管流变实验和淬断面扫描电子显微照片分析表明:PP-g-MAH的加入改善了复合材料中MH、EG与O-SEBS/PP共混物基体间的界面黏合力,提高了相容性。     

熔融共混法制备PP/EVA/PP-g-MAH复合材料的性能研究

采用溶液接枝法首先制备出聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH),分析了影响接枝率的因素,确定了最佳工艺参数。并采用熔融共混法制备PP/EVA/PP-g-MAH复合材料。相对于PP/EVA共混物,加入一定量的PP-g-MAH对于复合材料的拉伸性能和冲击性能都有不同程度的改善。PP-g-MAH加入改善了PP与EVA的相容性。     

PP/LLDPE共混发泡配方体系的研究

通过对PP与线性低密度聚乙烯(LLDPE)共混来提高聚丙烯(PP)熔体强度,并且采用化学发泡法,在普通挤出机上制备了PP/LLDPE复合材料,分别考察了LLDPE与马来酸酣接枝聚丙烯(PP-g-MAH)的用量对复合材料的力学性能、熔体强度和断面微观结构的影响。结果表明,随LLDPE含量的增加,复合材料的拉伸强度逐渐降低,断裂伸长率随LLDPE含量的增加先提高后减小,然后再增大,缺口冲击强度则随LLDPE的增加而增加。熔体强度也随LLDPE含量的增加先增大后减小,然后再增大。发现当LLDPE的含量为20.0份时,复合材料发泡效果最好。添加PP-g-MAH后,复合材料的力学性能和熔体强度变化不是很明显,但当PP-g-MAH添加量为1.0份时对复合材料的发泡有较好的改善效果。     

PP/生物质灰复合材料的制备与力学性能研究

采用熔融共混工艺制备了聚丙烯(PP)/生物质灰复合材料,考察了生物质灰用量、偶联剂处理和马来酸酐接枝PP增容剂(PP-g-MAH)对复合材料力学性能的影响.研究发现,生物质灰用量为20份时,复合材料的拉伸强度和冲击强度较纯PP的性能有所提高;偶联剂KH550用量为生物质灰用量的l%时效果较好;PP-g-MAH增容剂对复合材料的增容效果明显,使材料的力学性能提高.     

增容作用对PP/PA6原位微纤复合材料形貌及性能的影响

以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为增容剂,采用熔融挤出-热拉伸法制备了聚丙烯(PP)/聚酰胺6(PA6)/PP-g-MAH原位微纤复合材料.研究了复合材料的微观相形态以及结晶、流变和力学性能.结果表明,加入0.5％(质量分数,下同)的PP-g-MAH有利于大长径比PA6微纤的形成;而当PP-g-MAH的含量继续...     

PP-g-MAH对MCC/rPP复合材料性能的影响

以微晶纤维素(MCC)为填料、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)作界面相容剂和无规共聚聚丙烯(r PP)为基体,通过熔融共混法制备MCC/PP-g-MAH/r PP复合材料。研究了PP-g-MAH对MCC/PP-g-MAH/r PP力学性能、界面形貌、热稳定性和结晶动力学的影响。结果表明,PP-g-MAH提高了MCC和r PP的界面相容性。随着PP-g-MAH含量增加,MCC/PP-g-MAH/r PP的拉伸强度、拉伸模量均呈现先上升后下降的趋势,弯曲强度、弯曲模量呈现上升趋势。当PP-g-MAH含量为5%时,MCC/PP-g-MAH/r PP的力学性能最佳,拉伸强度为28. 46 MPa、弯曲强度为44. 22 MPa、冲击强度为0. 47 k J/m2分别比MCC/r PP拉伸强度(17. 80 MPa)、弯曲强度(28. 80 MPa)、冲击强度(0. 38 k J/m2)提升了60. 1%、53. 5%、23. 7%,r PP热分解温度提高了17℃而结晶温度下降。DMA结果表明,PP-g-MAH对MCC/PP-gMAH/r PP的玻璃化转变温度影响不明显,但是提高了储能模量和刚性。     

PP/云母高填充复合材料性能的研究

以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为相容剂,采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/云母填充复合材料,通过力学性能测试以及SEM、DSC等分析手段,对PP/云母高填充复合材料的性能进行了研究。结果表明:适量PP-g-MAH以及云母的添加可有效提高PP的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量,其中,当PP-g-MAH和云母的添加量分别为20%和40%时,PP/云母复合材料具有最佳综合力学性能。另外,随着云母粒径的减小,PP/云母复合材料的拉伸强度提高,冲击强度降低;云母在PP基体中起到了异相成核作用,云母粒径越小,其异相成核作用越强,复合材料的结晶度则越大。