磷石膏晶须/PP复合材料的结构与性能研究

将不同比例的磷石膏晶须(PSW)和聚丙烯(PP)共混制得复合材料,用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和偏光显微镜(POM)表征其结构,然后对复合材料进行力学性能测试。结果表明:PSW能够使PP的α晶晶粒细化,诱导β晶的生成;在PSW含量为5%²5%范围内,随PSW含量的增加,β晶含量呈递增趋势,复合材料的拉伸强度呈小幅度下降趋势;弯曲强度随着PSW含量的增加变化不大,但相对纯PP有大幅提高;缺口冲击强度随PSW含量的增加而提高。     

磷石膏晶须表面改性及其在PP中初步应用

采用硅烷偶联剂KH570对磷石膏晶须进行超声波表面改性。考察了改性时间、改性温度、改性剂用量等条件对磷石膏晶须的表面改性影响。并分析了KH570对磷石膏晶须改性作用机理。结果表明:当KH570的用量为磷石膏晶须质量的5%,改性时间为80 min,改性温度在50℃时,获得最佳的改性效果。由红外光谱分析可知磷石膏晶须表面羟基与KH570发生了化学键的作用。改性的磷石膏晶须/PP复合材料的相容性较好,复合材料力学性能较纯PP材料有所提高。     

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。     

β晶型PP的结构与性能

采用差示扫描量热法、广角X射线衍射等表征了β晶型聚丙烯(β-PP)的结晶性能.β晶与α晶有不同的熔融温度,β晶的熔融峰在155℃附近,而α晶的熔融峰在165℃附近.从冲击试样的断面照片可明显看出:β-PP的冲击断面凹凸不平,说明其韧性较高,而α晶型PP的冲击断面相对平滑得多.     

β成核剂对PP结晶性能的影响

研究了β成核剂对PP结晶性能的影响,并对β晶型PP进行了DSC扫描分析和广角X射线衍射分析。结果表明:β成核剂能显著改善PP的结晶性能,添加了β成核剂的PP,在DSC扫描图上出现了代表β晶型的熔融结晶峰,出现了熔融双峰;广角X射线衍射(WAXD)谱图上,在16.0°、21.0°的位置出现了两个尖锐的代表β晶型的β(300)和β(301)衍射峰。通过分析DSC和WAXD中出现的代表β晶型的峰强度,可以得出β成核剂的质量分数为0.5%时,β晶的质量分数最高,β晶的质量分数达28%。     

β晶型成核剂对PP结晶行为及性能的影响

采用X射线衍射仪、偏光显微镜、扫描电子显微镜、差示扫描量热法研究了2种β晶型成核剂对聚丙烯(PP)结晶行为及性能的影响,并对α晶型PP与β晶型PP的宏观性能进行了分析。结果表明：加入β晶型成核剂后,PP晶型从α晶型转变为β晶型,冲击强度及热变形温度得到了大幅度提高。β晶型成核剂A可使PP的冲击强度提高近3倍;β晶型成核剂B可使PP的冲击强度提高近4．5倍,热变形温度提高约20℃。     

β晶型成核剂对PP性能和结晶过程的影响

研究了β晶型成核剂及其含量对聚丙烯(PP)材料力学性能的影响,考察了不同注塑温度下材料的性能和结晶性能。添加成核剂后,PP晶型由α晶型转变为β晶型,材料韧性和耐热性大幅提高,加入质量分数为0.08%的成核剂使PP悬臂梁冲击强度提高了近6倍,热变形温度提高了10℃,材料性能和结晶过程强烈地依赖于加工条件,注塑温度仅改变40℃左右,材料简支梁冲击强度和β晶型含量却提高了2倍多。     

β成核剂/无机粒子/PP复合材料的结晶行为与力学性能研究

用β成核剂WBG对聚丙烯(PP)进行改性,成核剂用量分别为0.1%和0.2%,并在加入0.1%β成核剂WBG的基础上分别添加4%纳米CaCO3和6%蒙脱土,采用X射线衍射和偏光显微镜对PP复合材料的微观结构进行表征,并测试其多种力学性能。结果表明:β成核剂WBG可以使PP所含的主要晶型由α晶型向β晶型转变,与纳米CaCO3并用有协同效应,使PP复合材料的韧性提高,但同时使拉伸强度、弯曲模量等力学性能降低。     

稀土β晶成核剂改性nano-CaCO_3/PP复合材料的结晶行为

讨论了稀土β晶成核剂(WBGⅡ)对nano-CaCO3/PP复合材料结晶性能的影响,并借助WAXD、DSC及PLM对PP、nano-CaCO3/PP和WBGⅡ/nano-CaCO3/PP复合材料的结晶行为及晶体形态进行了表征。结果表明:加入少量WBGⅡ后,聚丙烯基复合材料的晶型和球晶形态发生明显变化,提高了材料的起始结晶温度和结晶温度,降低了材料的过冷度,半结晶期延长。     

表面改性对PP/Nano-CaCO_3复合材料性能的影响

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/纳米碳酸钙(nano-CaCO3)复合材料,研究了nano-CaCO3表面改性前后对复合材料力学性能的影响,利用扫描电镜(SEM)分析了nano-CaCO3表面改性前后在PP基体中的分散性。结果表明:加入量较小时,nano-CaCO3表面改性与否对复合材料的力学性能和在PP基体中的分散性基本没有影响;加入量较大时,表面改性nano-CaCO3使复合材料具有更好的力学性能,并且在PP基体中的分散性及其与PP基体间的界面黏结性也更好。     

表面改性SiO_2对PP基复合材料性能的影响

分别采用正辛基三乙氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷对纳米SiO2晶须表面接枝改性,并制备了改性PP/nano-SiO2复合材料,探讨了偶联剂种类与复合材料性能间的关系。研究发现:改性PP/nano-SiO2复合材料弯曲强度、拉伸强度和弯曲模量略低于未改性的PP/nano-SiO2复合材料,但冲击强度和断裂标称应变更优;改性PP/nano-SiO2复合材料具有更好的耐磨性能和耐刮擦性能;正十二烷基三甲氧基硅烷改性纳米SiO2能够明显提高复合材料的热变形温度,且耐刮擦性能和耐磨性能优于正辛基三乙氧基硅烷改性纳米SiO2和未改性SiO2,能够在车用内饰件领域得到更好的应用。     

PP-B管材料结晶行为、力学性能和热学性能的改性

在实验室和工业生产两个平台上,通过添加β晶成核剂TMB-5、α晶成核剂TMP-6改性PP B8101共聚材料的力学性能和热学性能,以满足标准DL/T 802.7—2010对PP B8101作为电缆管材料的性能指标要求。测试结果表明,两种成核剂均可以改善树脂的拉伸性能,但是TMB-5降低了复合材料的维卡软化温度。最终采用TMP-6作为工业生产的主要手段。结果显示,壁厚低于10 mm的聚丙烯电力电缆保护管(MPP)管材的拉伸强度≥25 MPa,维卡软化温度≥150℃,达到了标准要求;壁厚超过10 mm的管材难以达到标准要求。这是因为制件表里冷却速度差异产生的内应力导致的,可以尝试后热保温缓冷加以改善。     

PP塑料工程化应用改性研究

采用熔融共混法，在对化学交联、结晶成核剂、纳米SiO2、纳米CaCO3改性聚丙烯等进行了系统研究的基础上，讨论了各因素对复合体系力学性能的影响规律，进一步研究了纳米填料、交联剂、β晶型成核剂3，3，5，5-四甲基联苯胺(TMB)、热塑性弹性体(TPE)共用时对聚丙烯的增强、增韧规律。结果表明，聚丙烯被同时增强、增韧的条件分别是体系中加入质量分数O．5％β晶型成核剂TMB和质量分数0．5％交联剂A；质量分数2％纳米SiO2与适量TPE质量分数5％～10％纳米CaCO3与质量分数O．5％β晶型成核剂TMB。     

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。     

冷却速率对β成核剂改性PP结晶行为的影响

利用差示扫描量热仪研究了冷却速率对β成核剂改性聚丙烯(PP)结晶行为的影响。冷却速率越慢,高温停留时间越长,则PP中β晶型含量越高,PP的冲击强度越高。冷却速率为5℃/min时,PP中β晶型质量分数达86.12%;冷却速率为20℃/min时,β晶型质量分数为72.04%;而当试样以极快速冷却时,β晶型含量为0。β晶型PP的结晶速率慢于α晶型PP,只有在较高的温度范围内等温结晶时,β晶型PP的结晶速率才快于α晶型PP。因此,一般加工工艺条件下β晶型含量较少。     

β晶型成核剂改性聚丙烯管材料研究

研究了β晶型成核剂对聚丙烯管材料力学性能和结晶行为的影响。研究表明，β晶型成核剂的加入大幅提高了聚丙烯管材料的常温冲击强度，材料的结晶形态由原来的以α晶型为主转变为以β晶型为主。     

β成核剂改性PP力学性能与结晶性能的研究

使用X射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)研究了β成核剂(CHJ1和CHJ2)对聚丙烯(PP)结晶性能和力学性能的影响。结果表明:CHJ1是一种高效的β晶成核剂,β晶相对含量可达74%~88%,其可使PP的结晶温度向高温方向偏移;CHJ1的加入提高了PP的冲击性能和热变形温度,其简支梁冲击强度可提高2.5倍,热变形温度最高可达109℃,添加质量分数0.1%CHJ1的PP可应用于锂电池隔膜的成型。     

β晶型聚丙烯的结构与性能

采用NT-A和NT-D成核剂制备了β晶型聚丙烯(β-PP),研究其熔融及结晶特性、结晶形态和力学性能.结果发现,NT-A和NT-D成核剂均使聚丙烯(PP)球晶细化,提高PP的拉伸强度、拉伸断裂应变和悬臂梁缺口冲击强度,但NT-D的β成核效果更好,其改性PP的β晶型质量分数可达80%～90%,悬臂梁缺口冲击强度是纯PP的3倍多.注射成型PP样条具有明显的皮芯层结构,纯PP样条的皮层和芯层仅含有α晶型.且结晶度差异不大;β-PP样条的皮层仅有α晶型,而芯层除α晶型外还有β晶型.     

镧化物改性超细碳酸钙对聚丙烯结晶性能的影响

将超细碳酸钙粒子 (UCaCO3 )及表面覆盖了镧化物 (La3 + )的镧化物改性超细碳酸钙粒子 (UCaCO3 La3 + )与PP共混 ,制备了PP/UCaCO3 和PP/UCaCO3 La3 + 复合材料 ,并对复合材料的结晶性能进行了表征。结果表明 :UCa CO3 La3 + 的加入是诱导PP中 β晶型形成的原因 ;随着La3 + 用量的增多 ,β晶型越容易形成 ;微晶尺寸随着填料的加入有所增加 ,而晶胞参数变化不明显 ;各种填料均使PP的结晶温度和结晶度提高 ,结晶峰半峰宽变窄 ,尤以E试样变化最明显 ;PP的结晶度随着UCaCO3 La3 + 的用量先增后减 ,结晶成核作用则得到增强     

超声辐照对聚丙烯及聚丙烯／成核剂体系结晶行为的影响

用静态超声辐照装置,研究了超声对聚丙烯及聚丙烯／成核剂体系结晶行为的影响,通过宽角X射线衍射分析,发现超声会引起PP结晶度、晶面间距、晶型及晶粒尺寸等发生变化。而且超声辐照使PP、PP／苯甲酸钠体系出现了β-晶,而PP／滑石粉体系虽无β晶生成,超声却使其α晶的（040）晶面生长有择优性。超声作用对PP微晶尺寸的影响与成核剂种类及晶面择优生长有关。