无机粒子改性PPR复合材料力学性能研究

分别以纳米碳酸钙、滑石粉和纳米蒙脱土作为改性剂,对PPR材料的刚强度以及低温韧性进行改性,研究了不同无机粒子对PPR材料各项力学性能的影响。结果表明:无机粒子的加入均会提高材料的弯曲性能,而过量加入会降低材料的屈服强度;无机粒子均能改善材料的低温脆性,但对常温冲击强度影响不大,其中滑石粉对PPR材料的综合性能提升效果最好,当其用量为6%时,PPR复合材料拉伸强度增加了0.6 MPa,低温冲击强度是改性前的1.7倍。     

成核剂对增韧聚丙烯力学性能的影响

主要研究成核剂种类及用量对乙烯－辛烯共聚物（POE）增韧聚丙烯（PP）力学性能的影响。研究表明：随着成核剂NA1的加入,PP／POE共混物的透明性、冲击强度、弯曲强度、拉伸屈服强度均明显提高,研制的改性PP的透明性、韧性和刚性得到了平衡。     

两种弹性体对PPR材料低温抗冲击性能的影响

无规共聚聚丙烯(PPR)管材作为一种新型绿色建筑材料,被广泛应用在民用建筑和工业给排水设施等方面,但由于PPR耐热性和耐低温冲击性能较差,限制了应用,因此提高PPR的韧性尤其是低温韧性成为研究的重点。以PPR为基体,通过挤出机造粒、注塑机成型等手段与聚烯烃弹性体POE、聚苯乙烯弹性体TPE两种不同的增韧剂共混并进行研究,分析了不同配方对二元共混体系的拉伸强度、断裂伸长率、缺口冲击韧性以及低温冲击性能的影响;通过DSC、XRD、冲击试验机等仪器设备研究PPR复合材料的熔融结晶性能和力学性能。根据研究结果,得到耐低温抗冲击性能较为理想的PPR复合材料最优增韧方法。结果表明:随着弹性体TPE、POE用量的增加,在室温、0、-15和-25℃时共混体系的缺口冲击强度都有所增强。与POE相比较,弹性体TPE对PPR的增韧作用尤为明显,TPE填量为15%时,PPR/TPE共混料的冲击韧性最理想,体系的断裂伸长率增幅更大,其综合力学性能最好,改性材料常温冲击强度较纯PPR提高82.5%,低温0、-15、-25℃冲击强度分别增加9.25、9.13、8.53 k J/m~2,断裂伸长率由279.62%增加到584.53%,而拉伸强度仅仅降低3.43 MPa。     

成核剂对煤基聚丙烯性能影响研究

研究了两种成核剂的用量及复配添加对聚丙烯性能的影响。结果表明:庚二酸钙类成核剂(XK-9)对聚丙烯具有很好的增韧效果,添加质量分数0.10%时聚丙烯的冲击强度提高了216%,但是刚性略有下降;苯环羧酸铝类成核剂(XK-10)能够有效提高聚丙烯的刚性,但是其韧性有所降低,添加质量分数0.20%时,拉伸屈服强度提高了19.4%,拉伸断裂强度降低了35.5%;两种成核剂复配添加可以提高聚丙烯的刚性和韧性,成核剂XK-9/XK-10按照0.05%/0.10%复配时,聚丙烯拉伸屈服强度提高了5.8%、拉伸断裂强度提高了9.9%。     

等规聚丙烯增强β改性无规共聚聚丙烯的结晶能力

通过在β改性无规共聚聚丙烯(PPR)中添加少量的等规聚丙烯(iPP)使PPR的β结晶能力得到显著提高。结果表明,进行条件优化后,PPR的β晶体相对含量增加到92.4%,其β结晶能力提高61.5%;iPP首先形成β晶核,进一步诱导PPR产生β晶;由于高含量的β晶体,PPR的韧性大幅度提高,冲击强度从22.8 kJ/m~2提高到45.9 kJ/m~2,断裂伸长率达到574.4%,是纯PPR断裂伸长率的4倍;iPP自身刚性和高含量β晶体具有协同作用,使得共混体系的拉伸强度几乎保持不变。     

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。     

β晶型成核剂对聚丙烯力学性能的影响

研究了β晶型成核剂的加入对聚丙烯拉伸性能、冲击强度和弯曲强度的影响。结果表明,随着β成核剂的加入,由于拉伸屈服后产生"变形硬化"现象,材料的拉伸屈服强度有所降低;β晶型成核剂的加入显著地提高了聚丙烯的冲击强度,提高幅度最大为2.94倍;β晶型成核剂A改性效果好于成核剂B,最佳添加量为0.05%;β晶型成核剂的加入使材料的弯曲模量产生一定程度的下降。     

PPR低温增韧改性研究进展

分析了无规共聚聚丙烯(PPR)的结构和韧性特征,而增韧改性是扩大其使用范围的重要方法。探讨了近年来PPR增韧改性的主要研究方法,重点阐述了β晶成核剂、弹性体(如辛烯共聚物、加氢苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、三元乙丙橡胶)、无机刚性粒子增韧PPR的机理和最新研究成果。结合PPR管材所面临的技术问题,综述了热处理工艺的增韧研究,并综合不同改性方法的优缺点,对多组分协同增韧PPR进行了展望。改善PPR管材的低温韧性可有效提高其综合使用性能,对实际生产具有重要的指导意义。     

无机粒子填充PP/POE共混物的制备及其性能研究

采用层状高岭土(kaolin)、粒状碳酸钙(CaCO_3)及棒状凹凸棒土(ATP)3种不同结构的无机粒子分别对聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物(PP/POE)共混物进行填充改性制备PP/POE/无机粒子复合材料,并采用万能拉伸试验机、冲击试验机、熔体流动速率仪及扫描电子显微镜对所制备的复合材料进行力学性能、加工性能及微观形貌分析。结果表明,当ATP含量为2.5%(质量分数,下同)时,PP/POE/ATP复合材料的拉伸强度达最大值29.1 MPa;当CaCO_3含量为2.5%时,PP/POE/CaCO3复合材料的缺口冲击强度达最大值14.0kJ/m~2;粒状CaCO_3的"滚珠效应"使得PP/POE共混物的加工性能得以改善。     

高刚耐热聚丙烯树脂的制备

以牌号140聚丙烯树脂作为基料,使用高效成核剂生产出一种高刚耐热聚丙烯树脂。文中分析了制备高刚耐热聚丙烯树脂时,成核剂的种类和添加比例对改性PP(140)性能的影响。筛选出添加0.10wt%CHJ-3#成核剂制备的高刚耐热聚丙烯树脂力学性能最佳,其拉伸强度达到40.8 MPa,拉伸断裂标称应变为10.63%,拉伸断裂应力35.1 MPa,弯曲模量为1994.63MPa,邵氏硬度为71.9,悬臂梁冲击强度为3.33 k J/m~2,负荷热变形温度高达122℃。     

有机成核剂改性聚丙烯的研究

研究了无机成核剂滑石粉和3种有机成核剂NAA-A,NAP-B,HPN-C对聚丙烯2500H性能的影响。结果表明:有机成核剂对聚丙烯的成核作用明显好于滑石粉;添加有机成核剂NAA-A和HPN-C的聚丙烯中,橡胶粒子的数量更多且其尺寸和分布均匀性更好,晶粒尺寸也最为细小;有机成核剂改性的聚丙烯的弯曲应力、弯曲模量、拉伸屈服应力、常低温缺口冲击强度也都有所提高,成核剂HPN-C使聚丙烯上述性能提高最多,而滑石粉改性聚丙烯仅仅弯曲性能较好。     

弹性体及填料对退役汽车保险杠回收料性能的影响

针对退役汽车保险杠老化后的性能提升问题,采用熔融共混改性法研究了三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯–辛烯共聚物(POE)两种弹性体,碳酸钙、滑石粉和纳米蒙脱土(nano-MMT)三种无机填料对退役汽车保险杠回收料性能的影响。结果表明:弹性体的加入能够显著增强回收料的韧性,对回收料的刚度有一定程度的影响,也能一定程度提高回收料的流动性;POE改性回收料的综合性能优于EPDM改性的回收料,在POE含量为10%时回收料的综合性能最优,拉伸强度为21.2 MPa,断裂伸长率为201.5%,弯曲强度为17.6 MPa,缺口冲击强度为56.3 kJ/m~2,熔体流动速率为12.4 g/10 min;无机填料改性回收料的综合性能表现较差,加入相容剂能够显著提升无机填料共混体系的综合性能,nano-MMT对回收料的改性效果优于另外两种无机填料。     

多组元协同作用对PPR低温冲击强度的影响

在研究温度对无规共聚聚丙烯(PPR)缺口冲击强度影响的基础上,分别探讨了聚烯烃弹性体(POE)、β成核剂、纳米二氧化硅(Si O2)对PPR复合材料低温冲击强度的影响。通过扫描电镜观察冲击断面的形貌特征,分析能量耗散方式。结果表明,三种填料可协同提高PPR低温冲击强度,在PPR/20%POE/0.1%β成核剂/纳米Si O2四元共混体系中,纳米Si O2的最佳质量分数在2%左右,复合材料的低温冲击强度约为纯PPR的8倍。     

高韧性高模量改性聚丙烯着色专用料的研究

利用多种功能添加剂复合改性聚丙烯(PP),制成高韧性高模量PP。从几种PP组合中优选出综合性能最好的两种PP共混体系,研究了不同增韧剂及其用量、镁盐晶须作为增刚剂及其用量对PP着色专用料性能的影响,并选用环保型彩色混相无机颜料作为主着色剂。结果表明:以两种PP(K7726、K8303)为基体树脂,POE(8150型)与β晶型成核剂为增韧剂,经偶联剂处理的镁盐晶须为增刚剂,并用两步法动态硫化改性PP,当PP、POE与镁盐晶须三者的质量比为67:18:15时,改性PP的缺口冲击强度达到42.1 kJ/m~2,弯曲弹性模量为1 420 MPa,拉伸强度为18.6 MPa,达到了适用于类似汽车保险杠等制品的较高性能指标。     

成核剂对煤基共聚聚丙烯性能影响研究

研究了羧酸类、羧酸盐类、有机磷酸盐类等有机成核剂以及无机成核剂对煤基共聚聚丙烯2500 H流动性能、熔融结晶性能和力学性能的影响。结果表明,添加成核剂能够提高样品的结晶温度、结晶度、拉伸屈服强度和弯曲模量。其中4#成核剂的效果最好,添加量为质量分数0. 05%时,结晶温度提高6. 9℃,结晶度提高18. 6%,拉伸屈服强度、弯曲模量和冲击强度分别提高了12. 3%、14. 4%和5. 2%。     

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成核剂对PPR结晶行为和性能的影响

采用广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热仪(DSC)及偏光显微镜(PLM)等研究了酰胺类β成核剂对无规共聚聚丙烯(PPR)结晶行为及晶体形态,并测试了其力学性能。结果表明:加入TMB-5成核剂后,PPR的晶体形态由α晶向β晶转变;结晶温度从102.4℃提高到了109.3℃;PPR的缺口冲击强度从30.6 kJ/m2增加到35.2 kJ/m2,而拉伸强度略有下降。     

聚乙烯-聚丙烯嵌段共聚物的结构、性能与应用

通过核磁共振氢谱,差示扫描量热分析(DSC),广角X射线衍射(WAXD),小角X射线散射(SAXS)以及拉伸与冲击实验,研究了新型增容剂等规聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物(iPP-PE)的结构与性能,探究了iPP-PE嵌段共聚物增容无规共聚聚丙烯(PPR)/聚烯烃弹性体(POE)共混物对其力学性能的影响。结果表明,在iPP-PE中,两组分存在于材料中并且可以独立结晶。充分降温结晶条件下,两组分不发生相分离。从纳米结构的表征上来看,iPP-PE有一个平均的长周期,PP先于PE结晶。使用iPP-PE增容改性PPR与POE共混物,添加少量增容剂(5%),提高POE含量,断裂伸长率增大,增容剂可以改善共混体系的相容性。当样品中POE含量不变(10%),提高样品中增容剂的含量,断裂伸长率呈现上升趋势,共混物相容性更优异。添加增容剂与POE后,样品冲击强度变大,改善了PPR本身的脆性,引入增容剂可以增加POE含量来提高共混物韧性。     

POE和成核剂协同增韧聚丙烯的研究

研究了乙烯-辛烯共聚物(POE)和β-成核剂TMB-5协同增韧聚丙烯(PP)的作用效果,通过对比相同比例的PP/POE和PP/POE/TMB-5共混物对熔体流动性、拉伸屈服强度和低温下缺口、无缺口冲击强度的影响,发现加入成核剂TMB-5确实能够协同POE增韧PP,使低温下的缺口冲击强度显著提高;SEM研究表明,POE以约2μm平均球径均匀地分散在PP连续相中;DSC和WAXD研究表明,TMB-5能够使PP的部分α晶型转变为β晶型,从而协助POE增韧PP。     

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。