针状硅灰石/尼龙6复合材料的制备和性能研究

将针状硅灰石和尼龙6经双螺杆挤出机熔融共混,制备了硅灰石/尼龙6复合材料。研究了硅烷偶联剂种类、偶联剂质量分数、共混工艺条件和硅灰石质量分数对复合材料性能的影响。用光学显微镜和扫描电子显微镜分别观察了硅灰石共混前后的形貌和硅灰石/尼龙6复合材料冲击试样断面的形貌。结果表明:用KH-550预处理的硅灰石比KH-560预处理的硅灰石制备的硅灰石/尼龙6复合材料的力学性能好。硅灰石采用侧喂料和较低的螺杆转速制备硅灰石/尼龙6复合材料,可以提高硅灰石/尼龙6复合材料的力学性能。随着硅灰石质量分数的增加,复合材料的力学性能提高。     

硅灰石填充改性聚丙烯体系结构与性能的研究

采用机械共混的方法制备了聚丙烯(PP)/硅灰石共混体系,并对共混体系的拉伸强度、冲击强度、断口形貌进行了测试与分析。在共混体系中加入弹性体乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS),以增加体系的韧性;添加马来酸酐(MAH),以提高组分间的界面结合力。结果表明:EVA对共混体系增韧效果不明显,SBS能够增加体系韧性,MAH能够提高体系强度;当硅灰石质量分数为30%,SBS和PP-g-MAH的质量分数均为15%时,体系的力学性能最佳。     

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。     

纳米ZnO对等规聚丙烯结晶的异相成核作用

采用熔融共混法制备了nano-ZnO/等规聚丙烯(iPP)复合材料,研究了振荡剪切条件下nano-ZnO对iPP结晶的异相成核作用,并与其静态结晶行为作对比。结果表明:静态结晶下,当nano-ZnO质量分数大于5%时,nano-ZnO对iPP结晶有明显的异相成核作用,使iPP结晶温度大幅度提高,相容剂PP接枝马来酸酐(PP-g-MAH)的加入增强了nano-ZnO粒子与iPP基体的界面相互作用,改善了纳米粒子的分散性,促进了iPP基体的异相成核。振荡剪切作用下,降低结晶温度和加入nano-ZnO均能促进iPP成核,当nano-ZnO质量分数大于3%后,异相成核达到饱和,振荡剪切对nano-ZnO/iPP复合材料存在显著的诱导结晶作用;加入PP-g-MAH后,nano-ZnO分散性的改善及其与iPP基体界面相互作用的加强使得nano-ZnO/iPP复合材料的结晶诱导时间明显缩短。     

相容剂PP-g-MAH对PP/PA12形貌及性能影响

采用熔融共混制备了不同相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)含量的聚丙烯(PP)/PP-g-MAH/聚酰胺12(PA12)共混体系,通过对体系的平衡扭矩、差式扫描量热法(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)及力学性能等测试,分析了共混体系中相容剂PP-g-MAH对PP/PAl2形貌及性能的影响.结果表明,PP-g-MAH能改善PP/PAl2的界面相容性,PA12能更好地分散在PP基体中,最佳相容剂添加质量分数为12%.此时,杨氏模量比未添加相容剂时提高了60.7%,断裂伸长率提高了79.9%,冲击强度提高了345.2%.     

PP-g-MAH对尼龙6/炭黑复合材料性能和形貌的影响

以炭黑(CB)为导电填料,马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为增韧剂,通过双螺杆挤出机和注射成型机制备了尼龙(PA)6/PP-g-MAH/CB复合材料,研究了PP-g-MAH含量对7.5%CB填充PA6力学性能、抗静电性能、热稳定性能和形貌的影响。结果表明,添加质量分数20%的PP-g-MAH可提高PA6/CB复合材料的拉伸强度、韧性、抗静电性能和热稳定性。PA6/PP-g-MAH/CB复合材料力学强度和热稳定性的提高源于PP-g-MAH产生的能量耗散以及CB,PP-g-MAH与PA6之间较好的界面粘附和PP-g-MAH均匀细化分散在PA6/CB中。PP-g-MAH改变了CB在共混物中的选择性分布,使PA6/CB的表面电阻率和体积电阻率分别下降5个和3个数量级。     

废印刷电路板基材填充聚丙烯的界面改性研究

利用双马来酰亚胺(BMI)与马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)作为界面处理剂,采用熔融共混的方法制备了聚丙烯/废旧印刷电路板(PP/WPCB)复合材料,测试了复合材料的力学性能,并观察了复合材料的断面形貌。结果表明:BMI和PP-g-MAH的加入提高了PP与WPCB基材的界面结合强度,复合材料力学性能与纯PP相比有所提高,特别是冲击强度,最大增幅为137%;WPCB起到了增强增韧作用,实现了废弃资源的再利用。     

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。     

高结晶度iPP/TMC-300复合材料的制备及性能

以全同立构聚丙烯(iPP)和癸二酰二苯甲酰肼(TMC-300)为原料,通过熔融共混技术制备了iPP/TMC-300复合材料,采用DSC、XRD、SEM、POM和力学测试仪器考察了成核剂TMC-300对iPP结晶和熔融行为、晶体结构以及力学性能等的影响。结果表明:TMC-300对iPP有显著的成核效果,当TMC-300的质量分数为0.6%时,iPP的结晶温度由纯iPP的117.2℃提高到126.9℃,其成核效率可达到56.3%;在130℃下等温结晶,纯iPP的半结晶时间(t1/2)为4.85 min,当TMC-300的质量分数为0.2%时,t1/2变为0.52 min,减小了89%。同时,TMC-300的添加并没有改变iPP的晶体结构,而且添加TMC-300的iPP的冲击断裂表面相对纯iPP呈现出了明显的多褶皱韧性断裂形貌特征,TMC-300的质量分数为0.2%时,复合材料的断裂伸长率由纯iPP的674.8%提高到了833.2%,缺口冲击强度由32.5 J/m提高到了43.2 J/m。将TMC-300与成核剂TMC-328、HPN-68L对iPP的结晶与力学性能影响进行了对比,TMC-300的质量分数为0.2%时的结晶峰温度为126.2℃,较TMC-328的质量分数为0.2%时的125.2℃略高,其缺口冲击强度(43.2 J/m)较HPN-68L的质量分数为0.2%时的(37.3 J/m)提高了15.8%。     

高韧性高强度聚丙烯复合材料的研究

研究了自制的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和马来酸酐、苯乙烯接枝聚丙烯(PP-g-MAH-g-St)2种增容剂对聚丙烯/聚烯烃弹性体/玻璃纤维(PP/POE/GF)复合材料力学性能的影响,利用扫描电子显微镜观察了试样断口形貌。结果表明,2种增容剂均显著改善了GF与PP基体的界面粘结强度,从而提高了复合材料的力学性能;就2种增容剂的效果而言,PP-g-MAH-g-St的增容效果远优于PP-g-MAH。当PP-g-MAH-g-St的质量分数为8%时,PP/POE/GF/PP-g-MAH-g-St复合材料的综合性能已接近常用工程塑料的性能。     

PP/M-HOS/POE三元复合材料的界面改性与力学性能

采用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)及马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物(POE-g-MAH)为界面相容剂，利用熔融共混法制备PP／镁盐晶须(M—HOS)／POE三元复合材料，研究了PP-g-MAH及POE-g-MAH的用量及配比、M-HOS和POE的用量对三元复合材料力学性能的影响。结果表明：当PP／M-HOS／POE的质量比为100／10／20时，PP-g-MAH的最佳用量为3份；利用PP-g-MAH及POE-g-MAH作为复合相容剂可同时改善M-HOS与PP和POE的界面相容性，促进POE、M-HOS对PP的增韧补强作用，使三元复合材料的力学性能得到了明显的改善。     

PP-g-MAH在PP/纳米SiO_2复合材料中的应用

通过熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(nano-SiO2)复合材料.研究了nano-SiO2用量和第三组分聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)对材料力学性能和流动性能的影响.实验结果表明:当nano-SiO2用量为4份时,材料的力学性能最佳.对PP、PP/nano-SiO2、PP/nano-SiO2/PP-g-MAH复合材料进行DSC热分析和SEM照片观察发现:nano-SiO2对PP基体有异相成核作用,PP-g-MAH可以提高nano-SiO2在PP基体中的相容性.     

WPP/NWPCB/POE复合材料的制备及其热解特性

以废旧汽车保险杠(WPP)为基体,废弃线路板非金属粉(NWPCB)为填料,通过熔融共混的方法制备了系列WPP/NWPCB复合材料。在此基础上,用乙烯-辛烯共聚物(POE)和马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)对复合材料进行了协同改性,以增强复合材料的性能。力学性能测试和冲击断面微观形貌分析表明,POE显著提高了WPP/NWPCB复合材料的韧性,当POE用量为15 g·(100 g)^-1时,冲击强度较改性前提高129%;PP-g-MAH能够有效改善复合材料中填料与基体相容性,当添加量为9 g·(100 g)^-1时,复合材料的机械性能达到最佳,冲击强度、弯曲强度和拉伸强度较改性前分别提高7.8%、23.4%和20%。通过热重-红外联用研究了WPP/NWPCB/POE复合材料的热解过程,结果表明,复合材料在热解过程中除产生烷烃、烯烃及CO₂外,还产生了少量的苯酚类芳香族化合物与HBr等有害气体,同时NWPCB填料的添加提高了复合材料中WPP的热稳定性。     

固相剪切碾磨制备高填充聚丙烯木塑复合材料的形貌结构与力学性能

利用磨盘形力化学反应器优异的粉碎、分散、混合和力化学反应的多重功能以及增容剂PP-g-MAH的良好增容作用制备了综合性能优良的聚丙烯(PP)/木粉(WF, 80%,质量分数)高填充木塑复合材料,研究了磨盘碾磨、增容剂以及复合方式对PP/WF木塑复合体系的粒径分布、力学性能和形貌结构等的影响.结果表明,不同碾磨次数的PP/WF复合粉体的粒径呈双峰分布,适当增加碾磨次数有利于PP粒径的降低及木粉的均匀分散.随碾磨次数的增加,PP/WF复合材料的拉伸和弯曲性能先增加后下降,但缺口冲击强度一直呈小幅下降趋势.PP-g-MAH的引入及其含量增加均有利于PP/WF复合材料力学性能的大幅改善,其中弯曲模量在增容剂含量为5%(质量分数)时最佳.此外,磨盘碾磨制备的PP/WF复合材料的力学性能优于常规密炼复合法.上述力学性能变化归因于磨盘碾磨改善了PP/WF高填充复合体系中木粉的分散性以及加入的PP-g-MAH显著改善了体系的相容性,其中PP-g-MAH的增容机理为磨盘碾磨剪切力场作用下PP-g-MAH与木粉表面羟基发生了力化学酯化接枝反应.     

麻纤维增强聚乙烯复合材料的制备及性能研究

通过双螺杆挤出造粒,注塑成型制备了麻纤维增强高密度聚乙烯( HDPE)复合材料,测试了复合材料的力学性能并观察其微观结构,分析了相容剂马来酸酐接枝聚丙烯( PP-g-MAH)的用量和麻纤维的含量对复合材料力学性能的影响.结果表明:PP-g-MAH的加入提高了苎麻/HDPE复合材料的力学性能,并且在PP-g-MAH含量为...     

PP-g-MAH用量对废旧聚烯烃/木粉复合材料性能的影响

以木粉和废旧聚烯烃塑料为原材料制备了废旧聚烯烃/木粉复合材料,讨论了不同助剂对复合材料加工性能的影响,并进一步探讨了马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）用量对复合材料的加工性能、力学性能以及微观结构的影响。结果表明,在复合材料中同时添加PP-g-MAH和乙烯-醋酸乙烯脂（EVA）,其加工性能明显优于只添加EVA的复合材料;EVA用量为2 %时,PP-g-MAH用量高于9 %时,复合材料具有较低的剪切扭矩和熔融能耗;PP-g-MAH用量低于12 %时,复合材料的综合力学性能较好;而PP-g-MAH用量为9%~12%时,废旧聚烯烃形成了较为完善的连续相结构,此时复合材料的加工性能和力学性能均较好。     

TPV及PP-g-MAH对回收PET的改性研究

以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为相容剂,回收聚对苯二甲酸乙二醇酯(rPET)为基体材料,动态硫化热塑性弹性体(TPV)为增韧材料,制备了rPET/TPV/PP-g-MAH共混物。用SEM、DMA及DSC分析了TPV及PP-g-MAH对rPET断面结构、储能模量和结晶性能的影响,并测试了共混物的力学性能。结果表明:加入9.95%TPV后,rPET/TPV共混物的熔融温度下降了2.33℃,结晶温度提高了2.82℃,断裂伸长率及缺口冲击强度明显提高,弯曲强度和拉伸强度略有下降;加入PP-g-MAH后,TPV球状粒子嵌入rPET基体材料中,共混物的相容性提高,储能模量明显增大,刚性增强,弯曲强度和拉伸强度有所提高;与纯rPET相比,含1.8%PP-g-MAH的rPET/TPV/PP-g-MAH共混物的断裂伸长率提高了129.06%,缺口冲击强度提高了47.02%。     

Crystalline morphology and mechanical properties of isotactic polypropylene composites filled by wollastonite with β‐nucleating surface

Wollastonite‐filled α‐isotactic polypropylene (iPP) and β‐iPP were prepared through introduction of wollastonite (W) and wollastonite with β‐nucleating surface (W_x) in iPP matrix. The α‐ and β‐nucleating ability of wollastonite, crystalline morphology, and mechanical properties of injected iPP filled by wollastonite with different nucleating surface were compared using differential scanning calorimetry, wide‐angle X‐ray diffraction, polarizing optical microscopy, mechanical testing, and scanning electron microscopy. The results indicated that iPP filled by wollastonite with different nucleating surface has different crystalline morphology, melting behavior, and mechanical properties. The W and W_x filled iPP mainly formed α‐ and β‐phase iPP, respectively. The tensile and flexural modulus of iPP/W and iPP/W_x increased with increasing wollastonite content, and the tensile and flexural modulus of iPP/W_x were lower than that of iPP/W. The tensile property, flexural property, and impact strength of iPP/W_x were higher than that of iPP/W and β‐iPP. The synergistic effect of reinforcing of wollastonite and toughening of β‐phase leads to higher mechanical properties. POLYM. COMPOS., 35:1445–1452, 2014. © 2013 Society of Plastics Engineers     

接枝聚丙烯增容改性PP/PA合金性能的研究

用PP接枝物增容PP/PA6共混体系,观察分析了共混合金的形态结构特点,测试了共混物的力学性能.结果表明：单独加入PP-g-MAH,力学性能均呈现先升后降的趋势,峰值时拉伸强度比未加接枝物时可提高20%,弯曲强度比未加接枝物时提高了54%,冲击强度比不添加接枝物时提高了3.6%.添加PP-g-MAH对不同比例PP/PA6共混物力学性能的影响不同,固定PP-g-MAH用量为4%,PA6质量分数为30%时共混物的综合力学性能达到最好.用PP-g-MAH和PP-g-GMA两种接枝物共同作为相容剂加入到PP/PA6共混物中比单独使用一种的效果要好,拉伸、弯曲和冲击强度都得到显著的提高.由共混物的SEM照片可以看到,PP-g-MAH使分散相的粒径变小,分布均匀,界面相互作用加强,所以是PP/PA6共混物的有效增容剂.