PP/改性纳米CaCO3复合材料力学性能与断裂形态研究

制备了反应性单体改性纳米CaCO3填充PP复合材料，研究了反应性单体丙烯酸(AA)和苯乙烯(St)在有、无过氧化二异丙苯(DCP)存在下改性纳米CaCO3填充PP复合材料的力学性能，并用扫描电子显微镜(SEM)研究了复合材料弯曲断面的形态。结果表明，PP／改性纳米CaCO3的力学性能优于PP／微米CaCO3的力学性能；在DCP存在下，AA、AA与St混合改性可使PP／纳米CaCO3的拉伸性能和弯曲性能提高，减小拉伸强度随CaCO3含量增加而下降的趋势；并可有效提高纳米CaCO3在基体中的分散性和界面粘结性。     

PP/弹性体/纳米CaCO3三元复合材料研究

以聚烯烃弹性体POE(乙烯辛烯共聚物)为增韧剂，以纳米CaCO3为增强剂，利用双螺杆挤出机，通过熔融共混工艺制备了聚丙烯(PP)／POE／无机纳米粒子复合材料。测试了复合材料的力学性能并利用扫描电子显微镜(SEM)对三元复合材料的断面形态进行了研究。研究结果表明，利用纳米CaCO3对共混物PP／POE进行改性，存在一个最佳用量，一般为5％左右。采取将纳米CaCO3先与POE混合挤出后再与PP进行共混挤出的二步法工艺，复合体系的综合性能较优。     

纳米CaCO3/PVC复合材料结构形态与冲击性能

对改性纳米CaCO3/PVC复合材料进行冲击强度的测试。结果表明，改性纳米CaCO3可提高PVC复合材料的裂缝引发能和裂缝增长能，其中裂缝增长能的提高尤为明显。复合材料的单缺口冲击强度达到81.1kJ.m^-2。用透射电子显微镜及扫描电子显微镜观察了纲米纳米CaCO3/PVC复合材料的微观结构及断面形态，发现表面改性后纳米CaCO3在PVC基体中达到了纳米级的分散，复合材料的断面产生了大量的网丝状结构。复合材料的微观结构进一步证实了纳米纳米CaCO3对PVC基体的显著增韧作用。     

聚丙烯／CaCO3复合材料的制备和性能

考察了偶联剂种类、分散剂种类、CaCO3添加量等因素对PP／CaCO3复合材料力学性能的影响。实验结果表明，超细CaCO3对聚丙烯有很好的增韧效果。     

PP/POE/纳米CaCO3复合材料的改性

对三元复合体系聚丙烯(PP)／聚烯烃弹性体(POE)／纳米CaCO3进行了改性研究，主要探讨了马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)、乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)、均聚聚丙烯(PPH)等聚合物对该复合体系性能的影响。研究结果表明，加入适量的接枝物有利于三元复合材料强度的提高，在特定的配比下，PPH和PP3(共聚丙烯)可分别作为该复合体系的熔体流动速率调节剂和增韧剂。     

PP/EPR/纳米CaCO3三元共混体系的研究

采用双辊混炼和挤出制样的方法制备了PP／EPR／纳米CaCO3复合材料。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对复合材料进行了断面观察，并测试了复合材料的力学性能。结果表明，对纳米CaCO3进行表面改性和用适当的共混方法，可以显著提高复合材料的冲击强度。对复合材料冲击断面进行SEM观察时发现，材料发生了韧性断裂。     

高流动性PP／POE／纳米CaCO3复合材料的研制

利用双螺杆挤出机，通过熔融共混工艺制备了聚丙烯(PP)／聚烯烃热塑性弹性体(POE)／纳米CaCO3复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了不同体系的形态，结果显示：纳米CaCO3和POE在PP／POE／nano-CaCO3中互相促进分布及均化。冲击试验结果表明：PP／POE／nano-CaCO3体系的缺口冲击强度较PP／POE、PP／nano-CaCO3和纯PP分别提高了65％，107％和178％。熔体流动速率测试显示：纳米CaCO3在PP／POE／nano-CaCO3中具有提高体系流动性的作用。     

超声波对聚合物/纳米CaCO3复合材料性能的影响

采用超声波直接振荡聚苯乙烯（PS）/纳米CaCO3复合材料熔体的方法制备了PS/纳米CaCO3复合材料，TEM观察表明，超声波可以显著提高纳米CaCO3在PS基体中的分散程度，在经超声波处理的试样中纳米CaCo3基本上以纳米尺度分散于PS中。超声波处理可以使PS/纳米CaCO3复合材料的弯曲弹性模量提高25%。但是超声波作用过度会引起PS的降解。导致复合材料的物理性能下降。对高填充量的聚丙烯（PP）/纳米CaCO3复合材料进行超声波处理。不仅促进纳米CaCO3在PP中的分散，而且使纳米CaCo3在基体中呈链状分布，这种结构使PP复合材料的弯曲弹性模量提高了约44%。     

纳米CaCO3/PP复合材料的制备与性能研究

分别采用钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂等对纳米CaCO3进行表面处理,通过熔融共混法制备了纳米CaCO3/PP复合材料,并进行了力学性能测试与表征.结果表明,经过三种偶联剂处理后的纳米CaCO3能显著提高PP的缺口冲击韧性,其中NDZ-201钛酸酯偶联剂的处理效果最佳,当纳米CaCO3质量分数为7%时,对PP的改性效果最好,缺口冲击韧性提高了38%,弯曲模量提高了33%.     

聚丙烯/纳米CaCO3结构复合材料的断裂损伤分析

通过对纳米级CaCO3粒子进行表面预处理和熔融共混工艺制备了PP／纳米CaCO3复合材料，并采用了仪器化冲击试验机对冲击过程进行了分析。结果表明，经过适当表面处理的纳米CaCO3粒子可以通过熔融共混法均匀分散在聚丙烯中，粒子与基体界面结合良好；冲击试验证明，纳米CaCO3粒子对聚丙烯有明显的增韧增强效果，而材料的增韧是由于基材抵抗外力变形能力的提高和基材的屈服形变所致。     

多级磨盘式强剪切分散混炼器作用下PP/nano-CaCO3体系性能的研究

为了改善填充和共混体系的混炼和分散效果,自行研制了一套高性能混炼设备（多级磨盘式强剪切分散混炼器）,并利用此设备研究了PP／nano-CaCO3体系的稳态流变性、动态流变性和分散性的变化及其影响因素。实验结果表明,未加抗氧剂时,随着混炼器转速的提高,填充体系的MFR增加;nano-CaCO3的加入整体上改善了体系的流变性。当nano-CaCO3的质量分数为4％时,MFR出现最大值。加入抗氧剂之后,PP填充体系中不再有自由基引发的降解反应发生,混炼器转速的提高使填充体系的MFR增加的幅度很小;混炼器的作用导致填充体系的动态贮能模量、损耗模量和复数黏度都下降;经混炼器作用后的填充体系中纳米碳酸钙粒子的分散状态明显优于未经混炼器作用的体系。     

PP/POE/Nano-CaCO3复合材料的动态力学热分析

采用熔融共混工艺制备了聚丙烯(PP)／聚烯烃热塑性弹性体(POE)／纳米CaCO3复合材料。用动态力学试验方法研究了PP／Nano-CaCO3、PP／POE和PE／POE／Nano-CaCO3复合材料的动态力学特征。结果显示：PP／Nano-Ca-CO3PP／POE二元体系的低温内耗峰强度均比PP大;PP／POE／Nano-CaCO3三元复合体系的低温内耗峰强度较之二元体系明显增强,在PE／POE／Nano-CaCO3复合体系中,POE及Nano-CaCO3共同作用使体系tgδ1转变峰逐渐消失,tgδ2峰变宽、增强。利用扫描电子显微镜观察了不同体系的形态,三元复合体系由纯PP的耗能少的空洞化断裂方式逐步向耗能多的基体层屈服方式变化;质量比为100／10／10的PE／POE／Nano-CaCO3复合材料的低温内耗峰强度最大,冲击强度较纯PP提高了178％。     

纳米CaCO3／POE／PP三元复合材料成型收缩率的预测

在固定成型工艺条件下，改变纳米CaCO3的添加量，实验采集了该材料的收缩率样本，基于GM（1，1）建立制品收缩率随纳米CaCO3用量变化的预测模型，与实际结果比较，误差在允许的工程误差范围内，证实了该模型的可行性。     

纳米有机蒙脱土/聚丙烯复合材料性能与结构研究

采用双螺杆熔融混合造粒和单螺杆挤出制样的方法制备了纳米有机蒙脱土（OMMT）／PP复合材料。通过透射电子显微镜（TEM）及力学性能测试研究了复合材料的力学性能及纳米OMMT粒子的分散状况。结果表明,在纳米OMMT／PP复合体系中,纳米OMMT在基体中达到纳米级分散,同时,聚合物大分子链插入到纳米OMMT的层间,纳米OMMT的加入,不但使冲击强度显著提高,而且使弯曲弹性模量显著提高。     

纳米粒子分散状况对复合材料非等温结晶动力学行为的影响

采用低剪切应力下分散混合与普通熔融混合方法制备出聚丙烯／无机纳米粒子复合材料。使用扫描电子显微镜（SEM）观察其脆断表面发现;采用低剪切应力下分散混合方法制备的试样中纳米粒子以纳米尺度均匀分散于树脂基体中,而普通熔融共混方法制备的试样中,纳米粒子多以十几个以上的粒子团聚体形式存在。采用示差扫描量热（DSC）研究了聚丙烯及其复合材料的非等温结晶动力学,通过对t1/2、Zc、n和△E等结晶动力学参数的分析,证明了在同等含量下,纳米粒子以纳米尺寸均匀分散的聚丙烯／纳米碳酸钙复合材料更容易结晶,且结晶速率更快。     

反应改性纳米CaCO3／PP复合材料的力学性能研究

利用反应性单体甲基丙烯酸（MA）接枝聚丙烯（PP）后，二步法制备了反应改性纳米CaCO3／PP复合材料。研究了复合材料的力学性能，并用扫描电子显微镜（SEM）观察了复合材料经液氮冷却脆断后断面的形态。结果表明，甲基丙烯酸接枝聚丙烯（MAPP）加入后与CaCO3反应使MAPP与纳米CaCO3微聚体之间产生离子键作用，使纳米／PP复合材料的力学性能得到大幅提升，对冲击性能的改善尤为明显。充分控制的MA反应量比单独依靠MAPP增容能够更为有效地提高纳米CaCO3的分散性和界面黏结性。     

不同亚微观形态的聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的研究

通过控制不同的工艺条件,利用双螺杆挤出插层法制备出两种不同微观结构的聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料。利用透射电子显做镜观察发现．分别制备出了插层型和半插层型聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料,半插层型结构的材料中有机土分散更均匀,尺度更小。对两种纳米复合材料的物理性能测试表明,插层型纳米复合材料的缺口冲击强度提高幅度最大,同时耐热性并没有降低;半剥离型纳米复合材料的熔体质量流动速率降低幅度最大,屈服强度、弹性模量、耐热性提高幅度最大,缺口冲击强度略小于插层型。     

纳米CaCO3和POE增韧废旧PP复合材料的研究

采用了纳米CaCO3和乙烯-辛烯共聚物（POE）对废旧聚丙烯（PP）进行增韧改性，借助于力学性能测试、SEM和偏光显微镜等观察手段对这一共混体系的增韧机理进行了研究。结果表明，纳米CaCO3和POE对废旧PP具有良好的增韧作用，两者有协同增韧效果；POE对废旧PP的增韧符合剪切屈服理论，纳米CaCO3的增韧机理是诱导PP产生大量的裂纹，形成空穴群，吸收冲击能；废旧PP／POE／纳米CaCO3复合材料的球晶尺寸细化，球晶边界模糊，非晶区域增大，材料的韧性明显提高。     

PS/POE/纳米CaCO3复合材料的制备与性能研究

通过熔融共混法制备了PS／POE／纳米CaCO3复合材料。研究了复合材料的力学性能、微观结构和流变性能。结果表明：纳米CaCO3和POE在PS／POE／纳米CaCO3复合体系中互幅促进分布及均化,有协同增韧的作用;同时,纳米CaCO3在PS／POE／纳米CaCO3复合体系中具有提高体系流动性的作用。     

纳米CaCO3/EPR/PP复合材料的冲击性能研究

采用双辊混炼和挤出制样的方法制备了纳米碳酸钙(CaCO3)／乙丙橡胶(EPR)／聚丙烯(PP)复合材料,研究了复合材料的冲击强度与试样放置时间的关系。结果表明,随着放置时间的增加,纳米CaCO3／EPR／PP复合材料的室温冲击强度提高,而未添加纳米CaCO3的EPR／PP复合材料的冲击强度则降低;纳米CaCO3用量为10phr试样,在放置一个月后,冲击强度达到50．3kJ／m2,比未添加纳米CaCO3的试样的冲击强度高86％。