相容剂对碳纤维增强聚丙烯复合材料性能的影响

研究了马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯(PP-g-GMA)2种相容剂对碳纤维增强聚丙烯(CF/PP)复合材料性能的影响。结果表明:随着相容剂添加量的增加,CF/PP复合材料的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度增加,相容剂添加质量分数在6%时增加效果最为明显;2种相容剂对熔融温度及结晶度影响不大,但PP-g-MAH对CF/PP复合材料综合性能的提升优于PP-g-GMA。     

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。     

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。     

玻璃纤维增强聚丙烯的力学性能研究

研究了玻璃纤维(GF)和马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)对聚丙烯力学性能的影响。结果表明:随着GF与PP的质量比增加,玻璃纤维增强聚丙烯的拉伸强度增加,冲击强度总体呈下降趋势。当PP与GF的质量比为55∶45时,拉伸强度最高,达到45MPa。当PP与GF的质量比一定时,在玻璃纤维增强聚丙烯复合材料中添加增容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH),可使其拉伸强度得到很大的提高,但是冲击性能却下降。当PP与GF的质量比为75∶25时,随PP-g-MAH与PP/GF复合材料的质量比增加,其拉伸强度先增大后减小,其冲击性能总体呈下降趋势。当PP-g-MAH,PP和GF的质量比为15∶75∶25时,其综合性能最优,拉伸强度为50.5MPa,冲击强度为4.3kJ/m2。     

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。     

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。     

改性剂对连续玻璃纤维增强PP复合材料力学性能的影响

采用熔体挤出浸渍工艺制备连续合股无捻粗玻璃纤维(CUGF)增强聚丙烯(PP)复合材料。研究了以硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和PP接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为界面改性剂对CUGF填充PP复合材料的界面相容性和PP力学性能的影响。结果表明,PP/PP-g-MAH/CUGF复合材料的力学性能明显优于PP/KH550/CUGF复合材料。在CUGF的质量分数为27%时,PP/PP-g-MAH/CUGF复合体系的拉伸强度比PP/KH550/CUGF复合体系的拉伸强度提高了47%,弯曲强度提高了64%,冲击强度提高了30%;黏弹行为显示,PP/PP-g-MAH/CUGF复合体系的弹性模量和黏性模量始终处于高位,说明分子链之间的相互作用增强,链段运动受到限制,PP分子链松弛时间增加;扫描电子显微镜照片显示,PP-g-MAH改善了PP树脂与玻璃纤维间的相容性,提高了界面黏结强度,使得拔出的CUGF表面黏附了一层树脂。     

玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究

研究了玻纤(GF)、SEBS和聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)用量对GF增强聚丙烯复合材料性能的影响,以及PP/GF(65/35)、PP-g-MAH/PP/GF(15/65/35)的微观形态。结果表明:随着GF用量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量增加,断裂伸长率降低,冲击强度先减小后增大,PP/GF复合材料断面呈脆性断裂;在PP/GF中添加增韧剂SEBS可以提高复合材料的冲击强度,但拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和弯曲模量均减小;在PP/GF中添加增容剂PP-g-MAH,可使其拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均得到提高,当PP-g-MAH/PP/GF为15/65/35时,复合材料性能优异,材料断面呈韧性断裂。     

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。     

连续碳纤维增强聚丙烯性能研究

根据聚丙烯/碳纤维(PP/CF)复合材料的发展趋势,从聚丙烯的聚合方式、碳纤维含量、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)含量以及聚烯烃弹性体(POE)含量4个方面对PP/CF复合材料冲击强度、弯曲模量、拉伸强度和弯曲强度进行研究。结果表明:PP-g-MAH的加入不仅可以增强PP/CF复合材料的韧性,同时还保持了PP/CF复合材料的刚性。     

PP-g-MAH增容膨胀阻燃聚丙烯体系的研究

利用熔融共混制备了聚丙烯/膨胀型阻燃剂/马来酸酐接枝聚丙烯(PP/IFR/PP-g-MAH)阻燃复合材料。通过极限氧指数、热重分析、扫描电子显微镜及力学性能测试研究了PP-g-MAH对阻燃复合材料的阻燃性、热稳定性、微观形貌及力学性能的影响。结果表明,PP-g-MAH作为相容剂,当添加5 %的PP-g-MAH时,复合材料的极限氧指数达到30 %, 垂直燃烧达到UL 94 V-0级;随着PP-g-MAH含量的增加,阻燃剂和基体PP之间的界面作用力提高,体系的拉伸强度和弯曲强度均有提升,冲击强度减小幅度不大;与未加PP-g-MAH的复合材料相比,添加相容剂的复合材料成炭率明显提高。     

β成核剂和PET纤维对PP力学性能的影响

为提升聚丙烯(PP)韧性同时保持较大的刚性,以PP为基体,通过添加β-成核剂、PET纤维以及PP-gMAH制备复合材料,并研究复合材料的晶型结构及力学性能。结果表明:PP主要形成α-晶,加入β-成核剂则主要形成β-晶,且具有较大的冲击强度。加入PET纤维,可提高PP和β-PP的拉伸性能,随着PET纤维的增加,复合材料的拉伸强度逐渐提高,但冲击强度和断裂伸长率明显下降。相对而言,β-PP复合材料的冲击强度是PP复合材料的2倍,同时能保持较大的拉伸强度和弹性模量。经PP-g-MAH增容,可同时提高PP和β-PP复合材料的拉伸强度和冲击强度。因此,可在PP中添加β-成核、PET纤维和PP-g-MAH制备高强高韧的复合材料。     

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备及其性能

以聚丙烯(PP)粒料为原料,玻璃纤维(GF)为增强剂,乙烯-1-辛烯共聚物(POE)为增韧剂,马来酸酐接枝POE(POE-g-MA)为增容剂,采用双螺杆挤出机制备PP/POE/GF复合材料,并分析了复合材料的力学性能。结果表明：POE与PP存在一定相容性,能显著提高复合材料的冲击强度;加入GF,受到弹性POE的削弱作用,GF使复合材料的拉伸强度有一定幅度的提升,冲击强度下降;加入增容剂POE-g-MA,GF与PP/POE间的界面相容性显著改善,复合材料的冲击强度和拉伸强度都得到提升。最优的复合材料组成：PP与POE用量分别为100,25 phr,GF质量分数约为27.9%,POE-g-MA含量为10 phr。与纯PP相比,此条件下制备的复合材料冲击强度提高49%,拉伸强度提高17%。     

成核剂与增容剂调控聚乳酸/聚丙烯复合材料的结晶与力学性能研究

通过熔融共混法制备聚丙烯/聚乳酸(PP/PLA)复合材料,研究成核剂癸二酸二苯基二酰肼(TMC-300)和增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)对PP/PLA复合材料的结晶行为、热学性能、力学性能的影响。结果表明,TMC-300能够显著提高PP/PLA共混物的结晶速率和结晶度,降低球晶尺寸,并改善复合材料的力学性能。当TMC-300添加量为0.5%时,共混物的熔点从163.9℃提高到168.6℃,结晶度达到44.2%,比纯PP/PLA提高25.6%,拉伸强度和冲击强度分别增加了13.33%,49.86%。当增容剂与成核剂并用时,增容剂可改善PLA链段运动能力,并提供更多的成核位点,进一步促进PLA的结晶性能,且结晶的分布由海岛式结构变为双连续相结构,复合材料的拉伸强度比纯PP/PLA提升了19.25%。     

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。     

POE-g-Si对PP/木粉复合材料结构和性能的影响

以硅烷接枝乙烯-1-辛烯共聚物(POE-g-Si)为增容剂,制备了聚丙烯(PP)/POE-g-Si/木粉复合材料。研究了POE-g-Si对PP/木粉复合材料的晶态结构、界面相容性、动态力学性能及力学性能的影响。加入POE-g-Si有效改善了复合材料的界面相容性;PP中β晶型消失,结晶度由71.50%降至61.91%,木粉与基体界面处出现横晶;α,β转变峰均增强;复合材料拉伸强度、抗冲击性能均明显提高。     

GF增强PP复合材料的尺寸稳定性与力学性能

研究了马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)含量及玻璃纤维(GF)含量对GF增强聚丙烯(PP)复合材料尺寸稳定性与力学性能的影响。结果表明,加入PP-g-MAH后,复合材料的线性膨胀系数和收缩率下降,结晶度、拉伸强度、弯曲强度和悬臂梁缺口冲击强度提高,但断裂伸长率下降。相比不添加PP-g-MAH的复合材料,当PP-g-MAH质量分数达到6%时,复合材料在流道方向上的线性膨胀系数从29.88μm/(m·℃)降低至24.93μm/(m·℃),在流道方向上的收缩率从0.20%下降至0.18%,拉伸强度、弯曲强度和悬臂梁缺口冲击强度基本达到最大值,分别提高130.18%,96.52%和49.20%;随着GF质量分数的增加,复合材料的线性膨胀系数和收缩率均显著下降,拉伸强度、弯曲强度和悬臂梁缺口冲击强度提高,而断裂伸长率和结晶度下降。相比不添加GF的复合材料,当GF质量分数为40%时,复合材料在流道方向上的线性膨胀系数从101.30μm/(m·℃)降低至18.08μm/(m·℃),在流道方向上的收缩率从1.43%下降至0.08%,结晶度从45.05%下降至23.96%,拉伸强度、弯曲强度和悬臂梁缺口冲击强度分别提高168.87%,306.40%和129.52%。     

PP-g-MAH对PP/OMMT复合材料性能和结构的影响

采用十八伯胺液相改性蒙脱土(MMT)制备有机蒙脱土(OMMT),以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为增容剂,通过熔融挤出法制备聚丙烯(PP)/PP-g-MAH/OMMT复合材料。力学性能测试表明,PP/PP-g-MAH/OMMT复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均比纯PP有所提高。采用偏光显微镜、X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)和动态热机械分析(DMA)仪对复合材料进行了分析。偏光显微镜和XRD分析结果显示,加入OMMT和PP-g-MAH可减小PP晶体尺寸、降低了晶体有序程度但并不改变晶体类型;SEM分析结果显示,加入PP-g-MAH使OMMT和PP基体结合更紧密,提高了二者的相容性;DMA结果表明,PP/PP-g-MAH/OMMT复合材料的玻璃化转变温度比纯PP的低,储能模量在小于80℃时比纯PP的高,而在大于80℃后比纯PP的低。     

大分子增容剂对聚丙烯/碳纳米管复合材料性能的影响

以马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-PP)为大分子增容剂,采用熔融共混法制备了聚丙烯/羟基化多壁碳纳米管(PP/HO-MWNTs)纳米复合材料,并研究了MAH-PP对PP/HO-MWNTs复合材料力学性能及微观结构的影响。结果表明:在PP中添加HO-MWNTs,可以提高PP的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度,但材料的断裂伸长率有所下降。而随着MAH-PP的引入,PP/HO-MWNTs复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度均逐渐提升。     

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。