β成核剂改性玻纤增强PP复合材料的性能

研究了玻璃纤维(GF)和β成核剂对GF增强聚丙烯(GFRPP)复合材料力学性能的影响。复合材料的拉伸强度及模量均随GF含量的增加而增加,而拉伸断裂应变随GF含量的增加而减小。β成核剂诱导生成β晶型,提高了复合材料的冲击强度,在β成核剂质量分数为0.05%时,所有GFRPP复合材料的冲击强度均达到最大值。β成核剂质量分数为0.20%,w(GF)为30%的试样综合力学性能最优,其拉伸强度达到39.04 MPa,冲击强度为7.21kJ/m~2。GF对β成核剂具有抑制作用。添加β成核剂改变了基体的晶型,使试样更加柔软,有利于提高冲击强度。     

微发泡PP/GF复合材料力学性能研究

采用化学发泡注塑成型的方法制备了微发泡聚丙烯/玻璃纤维(PP/GF)复合材料;结合成核理论和玻纤增强机理,研究了发泡质量对微发泡PP/GF复合材料力学性能的影响。结果表明:在PP/GF复合材料中添加5.0%纳米SiO2后,纳米SiO2对PP与GF的相容性并无太大影响,微孔发泡PP/GF复合材料的拉伸强度和冲击强度得到较大提高。     

β成核剂和纳米SiO_2复合改性PP/POE复合材料研究

研究了纳米SiO2和β成核剂对PP/POE复合材料力学性能的影响,并用广角X射线衍射仪(WAXD)对其进行了表征。结果表明:纳米SiO2的加料方式影响PP/POE复合材料的力学性能,先将PP和纳米SiO2共混挤出,再与POE共混制备得到的复合材料冲击强度最高。当纳米SiO2含量为4%时,PP/POE/纳米SiO2复合材料的综合力学性能最好。在PP/POE/纳米SiO2复合体系中的加入β成核剂后,复合材料的拉伸强度和弯曲强度下降,而韧性进一步提高,当β成核剂含量为0.4%时,复合材料的缺口冲击强度和断裂伸长率达到最大值,拉伸强度也明显提高。XRD表明,β成核剂在纳米SiO2改性PP/POE复合体系中能显著诱导β晶的生成。     

玻璃纤维增强高结晶PP的研究

考察了玻璃纤维(GF)增强高结晶聚丙烯(PP)的力学性能,发现高结晶PP/GF的力学性能较普通PP/GF的提高15%～18%;同时考察了不同增容剂对高结晶PP/GF的力学性能的影响,均聚接枝物拉伸强度、弯曲强度较高,共聚接枝物的冲击强度较高;另外发现在PP/GF中加入山梨醇型α成核剂、芳酰胺类β成核剂后,两者对其性能有较大影响,使其力学性能降低40%以上。     

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%。     

GF增强母粒对微发泡PP/GF复合材料力学性能的影响

采用熔融共混挤出的方法制备了A、B两种玻璃纤维(GF)增强母粒。将两种母粒与自制发泡母粒、助剂母粒按一定比例混合,在二次开模条件下制备了PP/GF复合微发泡材料,研究了两种GF增强母粒对微发泡PP/GF复合材料力学性能的影响,同时还探讨了结晶行为对微发泡复合材料力学性能的影响。结果表明:A母粒制备的微发泡PP/GF复合材料性能优于B母粒,在GF含量为30%时,A母粒制备的微发泡复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为55.72 MPa、7.58 kJ/m2,与B母粒制备的发泡PP/GF复合材料比较,其拉伸强度和冲击强度分别提高了9.97 MPa、1.1 kJ/m2。     

成核剂和乙烯马来酸酐共聚物混杂改性玻璃纤维增强聚酰胺复合材料

利用静电吸附方法制备了成核剂(P22)和乙烯马来酸酐共聚物(EMA)混杂改性的玻璃纤维(GF)增强体,并通过挤出成型制备了聚酰胺66(PA66)/改性GF增强体复合材料。采用扫描电子显微镜观察复合材料断面和刻蚀后断面。结果表明,P22吸附在GF表面可以诱导PA66在GF表面结晶,而EMA分子中的酸酐基团则可以与PA66分子链末端的氨基发生反应,使PA66附着在GF表面,改善了GF与基体的界面结合;良好的界面结合使PA66/GF-P22 、PA66/GF-EMA、PA66/GF-EMA-P22复合材料的层间剪切强度和动态储能模量(室温25 ℃)分别提高了18.3 %、25.4 %、32.4 %和15.4 %、24.1 %、35.9 %。     

滑石粉-玻纤增强聚丙烯复合材料

采用熔融共混法制备了玻纤(GF)/聚丙烯(PP)复合材料,考察了GF含量对GF/PP复合材料力学性能的影响。实验结果表明,在玻纤含量较低时,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度伴随着玻纤含量的增加而提高。当GF质量分数为30%时,复合材料的力学性能处于最佳状态。在GF增强的基础上,采用滑石粉(Talc)与GF复合增强体系,制备了系列增强聚丙烯复合材料。考察了Talc含量对PP/Talc/GF复合材料力学性能的影响,Talc含量为5%时,复合材料的力学性能最好,片层状Talc与纤维状GF发挥了良好的协同作用。同时GF的使用能降低聚丙烯复合材料的模塑收缩率,有望在汽车轻量化材料方面得到推广和应用。     

成核剂提高PP/POE/碳酸钙复合材料力学性能与耐热性能的研究

研究了α晶型成核剂和β晶型成核剂对聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯共聚物(POE)/CaCO3复合材料力学性能与热变形温度的影响,并考察了丙烯腈-苯乙烯(AS)树脂作为特殊的β成核剂改性复合材料的效果。结果表明,α成核剂提高PP/POE/CaCO3复合材料的刚性;β成核剂增加复合材料的韧性;α成核剂与β成核剂的加入,均提高复合材料的热变形温度;AS树脂做特殊β成核剂能同时提高复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和热变形温度。     

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。     

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。     

增韧剂及成核剂对PP–R复合材料性能的影响

采用注射成型法制备无规共聚聚丙烯(PP–R)复合材料,结合差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪及偏光显微镜等技术,分析了乙烯–辛烯共聚物+高密度聚乙烯增韧剂及WBGⅡ型β成核剂对PP–R复合材料力学性能和结晶行为的影响。结果表明,增韧剂与成核剂对复合材料的综合性能有明显的影响,β成核剂和增韧剂同时加入到PP–R材料中,协效提高了复合材料的冲击强度,为78.7 k J/m~2,与纯PP–R材料比较提高了175%,而对拉伸及弯曲强度影响较小。同时,加入增韧剂及成核剂均能诱导α晶向β晶转变,晶粒细化,进而改善其冲击韧性。     

玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料性能研究

以聚丙烯(PP)树脂为基体,加入玄武岩纤维(BF)和相关助剂,通过双螺杆挤出机熔融共混制得相应复合材料。考查相容剂对PP/BF复合材料性能影响、对PP/BF复合材料和PP/玻璃纤维(GF)复合材料力学性能、微观形貌和耐热氧老化等性能进行对比。通过实验数据分析,加入相容剂后,拉伸强度提高126.8%,弯曲强度提高223.8%,弯曲弹性模量提高119.9%,悬臂梁缺口冲击强度提高223.2%。在同样质量配比下,PP/BF复合材料较PP/GF复合材料拉伸强度提高9.8%,弯曲强度提高11.0%,弯曲弹性模量提高5.8%,悬臂梁缺口冲击强度降低10.7%。从微观电镜分析,加入相容剂可明显改善纤维与PP基材界面浸润程度。另外,BF比GF更易使复合材料老化,常规热氧老化剂1010和168对纤维增强PP类材料耐老化效果并不好,用等量自制热氧老化剂可解决此问题。     

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。     

GF对微发泡PP/GF复合材料力学性能影响

将经过改性的玻璃纤维(GF)以不同的含量加入到聚丙烯(PP)中,在二次开模条件下制备微发泡PP/GF复合材料,分析了不同含量GF对微发泡PP复合材料力学性能的影响。结果表明,GF具有明显的填充增强作用,当GF质量分数为20%时,微发泡PP复合材料的拉伸强度达到50.24 MPa,比未发泡纯PP的提高了59.5%;微发泡材料的冲击强度为7.37kJ/m2,发泡后材料的冲击强度与纯PP的相比提高了93.9%;发泡后材料密度相对于未发泡的显著下降。     

β成核剂对聚丙烯抗冲击性能的影响

采用广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪等测定了β成核剂改性聚丙烯(PP)(β-PP)中β晶含量,研究了β晶含量与PP悬臂梁缺口冲击强度的关系、β成核剂的成核热稳定性及β成核剂对PP结晶速率的影响。结果表明:随着β成核剂用量的增加,PP的抗冲击性能提高,但其冲击强度与β晶含量不成正比;β晶含量与β-PP的结晶度达到平衡时,PP冲击强度最佳,当β成核剂质量分数为0.05%时,β-PP的冲击强度最高,达82.4 k J/m2,此时β晶含量为75.78%,β-PP结晶度为77.3%;加入β成核剂使PP的结晶速率降低,较快的降温速率会减少β晶的形成。     

云母与成核剂复配改性PP

采用云母和成核剂填充改性聚丙烯(PP),研究了复合材料的力学性能、结晶性能及耐热性能。结果表明:云母可有效提高PP的弯曲强度及模量、悬臂梁缺口冲击强度和耐热性能;少量成核剂NA11和表面活性剂硬脂酸钙可使PP/云母复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量及悬臂梁缺口冲击强度较纯PP分别提高10.4%,32.9%,92.6%,9.2%,热变形温度由纯PP的105℃提高到135℃;云母及NA11对PP具有异相成核作用,复合材料的结晶温度明显提高,晶粒细化、致密。     

长纤维增强PP复合材料的制备与性能研究

通过开炼–模压成型工艺方法,制备了长玻璃纤维(LGF)增强聚丙烯(PP)复合材料,首先研究了β成核剂对纯PP力学性能和结晶性能的影响,在此基础上研究了LGF对PP/LGF复合材料力学、结晶性能及热稳定性的影响,最后探讨了增容剂马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)对复合材料力学性能的影响。结果表明,β成核剂可以改善PP的冲击韧性,但降低了PP的拉伸和弯曲强度,当β成核剂质量分数为0.2%时,PP的综合性能最好;随LGF含量增加,PP/LGF复合材料的拉伸、弯曲和冲击强度及结晶度总体上呈先增大后减小的趋势,不同LGF含量下的复合材料起始热分解温度均在390℃以上,当LGF质量分数为20%时,复合材料的综合性能最好;少量的EPDM-g-MAH能改善LGF与PP基体的界面相容性,大幅增强了复合材料的韧性,其最适宜的质量分数为10%。     

混杂增强PP/g-PP/GF复合材料的性能研究

目前玻纤增强PP复合材料在电子、汽车领域已得到广泛应用,但其性能仍无法达到AS/玻纤(GF)复合材料水平而应用于制造空调风轮叶片。在前期接枝PP改善聚丙烯(PP)/玻纤(GF)复合材料研究的基础上,引入4种粉末增强材料,研究了增强材料的种类、用量、成核剂等因素对复合材料力学性能、耐热变形温度及熔融指数的影响。结果表明所选用的四种粉末增强材料均能有效的提高复合材料的力学性能,对其他性能的影响不大,其中CaSO4晶须的增强效果最好,当CaSO4晶须与PP的重量比为1∶4时,复合材料的力学性能已完全到达AS/GF复合材料水平。向滑石粉及BaSO4增强体系加入少量成核剂能使复合材料的力学性能进一步提高。该新型混杂增强复合材料有望替代AS/玻纤增强复合材料,应用于制造空调风轮叶片。     

增强增韧阻燃聚丙烯复合材料的研制

制备了增强增韧阻燃聚丙烯(PP)复合材料,分析了长玻璃纤维(GF)、乙烯-1-辛烯共聚物(POE)和溴/锑复合阻燃剂对PP性能的影响。GF的加入不但提高了材料拉伸强度、弯曲性能,而且提高了其冲击强度;POE对PP有很好的增韧作用;溴/锑复合阻燃剂对PP有良好的阻燃作用。该复合材料已成功应用于阻燃包装箱。