聚丙烯/木粉复合材料的增容改性及其机理

为进一步改善聚丙烯(PP)/木纤维(WF)复合材料的力学性能,采用几种不同类型的马来酸酐接枝型相容剂对PP/WF复合材料进行增容改性,并通过红外光谱和扫描电镜,分析和研究其增容机理。结果表明,PP-g-MAH的改性效果最为明显,当其添加量为m(PP-g-MAH)/m(WF)=10/100时,PP/WF复合材料的拉伸强度提高40.9%,弯曲强度提高47.3%,弯曲模量提高35.3%。PP-g-MAH使PP与木粉产生良好的增容效果,木粉颗粒被PP包裹,材料抵抗外应力以及材料破坏由发生在两相界面变成发生在材料整体,从而有效提高了复合材料的力学性能。     

聚丙烯/四钛酸钾晶须复合材料研究

以PP-g-GMA为增容剂,利用熔融共混法制备了PP/PP-g-GMA/K_2Ti_4O_9晶须复合材料,借助于SEM、DSC和其他测试手段对复合材料的结构和性能进行了考查.SEM观察发现,K_2Ti_4O_9晶须含量较低时,分散较均匀,与树脂界面结合较好,含量较高时,粒子有团聚现象.力学性能测试结果表明,K_2Ti_4O_9晶须的加入提高了基体树脂的缺口冲击强度,对材料的拉伸强度影响不大.DSC测试结果表明,K_2Ti_4O_9晶须对PP的结晶有异相成核作用,出现双熔融峰和双结晶峰现象,使PP的结晶度提高,同时使PP的结晶温度大幅提高.     

PP-g-MAH对PP/SiO2纳米复合材料力学性能的影响

为了进一步提高聚丙烯的力学性能,以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为聚丙烯/二氧化硅(PP/SiO2)纳米复合材料的界面相容剂,研究了PP-g-MAH添加量对PP/SiO2的力学性能、微观形态以及结晶行为的影响,并研究了其增容机理.研究表明:PP-g-MAH的加入使纳米PP/SiO2纳米复合材料的力学性能得以全面提高,使纳米二氧化硅与聚丙烯的界面粘结得到改善,并且,由于PP-g-MAH导致复合材料的界面强度提高和界面层厚度增加,使KH-570与PP-g-MAH并用的PP/PP-g-MAH/纳米SiO2复合材料比单用KH-570的PP/SiO2纳米复合材料的改性效果更加明显;PP-g-MAH对PP的结晶过程具有较明显的成核作用,使改性PP的结晶温度提高.     

镁盐晶须增强阻燃LDPE/EVA/ATH复合材料的研究

通过拉伸性能、燃烧性能测试及热失重-差示扫描量热分析(TG-DSC),研究了EVA、镁盐晶须和相容剂的用量对LDPE/EVA/ATH复合体系的影响。结果表明,EVA在复合体系中的最佳用量为m(EVA)∶m(LDPE)=6∶4;镁盐晶须的加入不仅提高了复合材料的拉伸强度和断裂伸长率,而且镁盐晶须与纳米氢氧化铝之间存在协效阻燃作用,提高了复合材料的氧指数;相容剂的加入改善了无机粉体与基体树脂间的相容性,提高了复合材料的力学性能和燃烧性能,相容剂的最佳用量为15 phr。     

β成核剂和镁盐晶须复合改性聚丙烯研究

研究了β成核剂和镁盐晶须对聚丙烯力学性能的影响 ,并对其进行了DSC分析。研究表明 ,镁盐晶须能大大提高聚丙烯的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量 ,而冲击强度基本保持不变。在聚丙烯 /镁盐晶须体系中加入β成核剂后 ,能大大提高复合材料的冲击强度 ,β成核剂在晶须填充聚丙烯体系中有明显的β球晶诱导作用。     

不同相容剂对聚丙烯/甘蔗渣复合材料力学性能的影响

利用熔融接枝法制备了5种大分子相容剂,用于聚丙烯/甘蔗渣(PP/BF)复合材料,以改善甘蔗渣纤维与聚合物基体间的界面粘接。考察了相容剂种类与含量对PP/BF复合材料力学性能的影响。结果表明,相容剂在改善PP/BF复合材料的界面相容性上起到重要作用,在5种大分子相容剂中,PP-g-MAH对体系有较好的增强作用,而乙烯-辛烯无规共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)对体系的增韧效应显著。两种相容剂在其用量为10%时分别达到最佳改性效果,与未添加相容剂的复合材料相比,前者使PP/PP-g-MAH/BF复合材料的拉伸强度提高了16.6%,后者使PP/POE-g-MAH/BF复合材料的缺口冲击强度增加了640%。     

PP/PC共混材料的力学性能和断裂力学

采用双螺杆挤出机制备了以PP-g-MAH和PP-g-GMA为增容剂、PF为增容助剂的一系列配方的PP/PC共混物,由注射机制样,通过力学性能对比了不同增容体系的增容效果。用J积分的方法表征了PP/PC共混物的断裂韧性。结果表明,PP-g-GMA增容效果优于PP-g-MAH,且PP/PP-g-GMA/PC/PF(70/10/20/1)共混物具有较好的综合力学性能。     

聚丙烯/镁盐晶须复合材料的形态结构与性能研究

采用哈克单螺杆挤出机制备了聚丙烯/镁盐晶须复合材料,着重研究了增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)对复合材料的晶体结构与球晶形态、结晶和熔融行为、热稳定性以及力学性能的影响。研究表明镁盐晶须具有明显的诱导β-晶型的异相成核作用,使聚丙烯结晶温度大幅度提高,球晶尺寸细化。增容剂的加入改善了树脂与晶须的界面性能,界面粘结作用明显增强,提高了拉伸强度和冲击性能,并进一步提高了结晶温度和晶须的成核能力,但降低了β-晶型的含量,不利于β-晶型的生成。     

GF对SPTW/PP电商包装复合材料力学性能的影响

目的研究玻璃纤维(GF)对聚丙烯(PP)/六钛酸钾晶须(SPTW)复合材料力学性能的影响。方法首先选用硅烷偶联剂KH550对六钛酸钾晶须进行改性,采用聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)作为相容剂,通过在PP/SPTW复合材料中引入不同质量分数的玻璃纤维(GF),利用熔融共混法制得一系列PP/SPTW/GF复合材料。采用SEM观察冲击断面结构和XRD观察复合材料晶型结构,并比较引入不同质量分数的GF后PP/SPTW复合材料力学性能的变化。结果当复合材料中GF质量分数为5%时,复合材料的弯曲强度、拉伸强度和冲击强度达到最佳,分别提升了18.38%,16.31%,20.24%;当复合材料中GF质量分数大于5%时,复材料的力学性能开始下降。结论在复合材料中引入GF后,能够明显改善复合材料的力学性能,且随着GF质量分数的逐渐增加,复合材料的力学性能整体呈现出先上升后下降的趋势。     

四脚状氧化锌晶须增强聚丙烯复合材料

研究了四脚状氧化锌晶须用量、表面处理剂对其聚丙烯复合材料的力学性能、流变行为、耐热性等影响.结果表明:晶须用量为10%,硅烷偶联剂KH-570用量为0.5%时,复合材料的拉伸强度提高到118.6%,弯曲强度提高到118.3%.红外光谱分析:经偶联剂处理后的晶须表面出现了羰基,C-O-C、Si-O等基团.SEM分析表明:复合材料的断裂界面明显得到改善.T-ZnOw/PP复合材料的非牛顿指数大于纯PP而更趋于牛顿性流体,体系的流动性和加工性得到明显改善.     

PP-g-MAH对PP/OMMT纳米复合材料阻燃性能的影响

采用聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)作为相容剂,通过熔融插层法制备了具有阻燃性能的聚丙烯/有机蒙脱土(PP/OMMT)纳米复合材料。考察了相容剂、蒙脱土的用量等对纳米复合材料的阻燃性能的影响,并用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和热重分析(TG)等对材料进行了表征。TEM照片和XRD结果,表明PP-g-MAH能够很好地改善OMMT与PP的相容性,OMMT能在基体中达到剥离。当OMMT和PP-g-MAH质量分数分别为5%和10%时,热释放速率峰值(PHRR)和平均热释放速率(MHRR)分别为491 kW/m2和286 kW/m2,比纯PP降低了42%和30%,TG分析表明PP/PP-g-MAH/OMMT纳米复合材料具有了更高的热稳定性。     

功能化聚丙烯对纳米SiO2/聚丙烯复合材料性能的影响

以环氧功能化聚丙烯(PP-g-GMA)作为纳米SiO2/PP复合材料的增容剂,研究了PP-g-GMA对复合材料力学、结晶和流变性能的影响.研究结果表明,PP-g-GMA的加入使PP复合材料的拉伸强度、冲击强度提高;使PP的结晶峰温明显提高,使复合材料的储能模量和复合黏度均明显高于纯PP.     

Effects of maleated polypropylene on the morphology,thermal and mechanical properties of short carbon fiber reinforced polypropylene composites

The aim of this study was to determine the effect of the maleic anhydride grafted polypropylene (PP-g-MAH) on the properties of short carbon fiber (CF) reinforced polypropylene (PP) composites. The composites were prepared by melt blending and injection molding techniques at different percentages of CF. Tensile tests, hardness, differential scanning calorimeter (DSC) and scanning electron microscopy (SEM) were performed to characterize the physical and morphological properties of the prepared composites. It was observed from SEM photographs that modification with PP-g-MAH improved the interfacial adhesion between the carbon fibers and PP matrix. The ultimate tensile strength, hardness and modulus values of modified PP composites were higher compared to the values of CF reinforced PP composites. Melting temperature of all composites was not changed significantly with increasing CF content; however degree of crystallinity values were decreased with the increasing CF content level.     

聚丙烯/热致液晶聚合物/玻璃纤维混杂复合材料 Ⅱ: 混杂复合材料的静态及动态力学性能

对具有良好液晶聚合物微纤结构的聚丙烯/热致液晶聚合物/玻璃纤维 (PP/TLCP/GF) 混杂复合材料,使用静态拉伸和动态力学分析 (DMA) 的方法研究了材料的力学性能。拉伸实验结果表明,混杂复合材料的拉伸强度和模量随着PP和TLCP挤出后的牵伸速率增大而上升,并且含有增容剂PP-g-MAH的体系,力学性能更优异。DMA测试结果表明,混杂复合材料的动态模量E'随着体系中玻纤的含量增加而增大;当体系中加入增容剂后,复合材料的刚性得到进一步提高。但无论是否使用了增容剂PP-g-MAH,当体系中玻纤含量高于20%后,模量随玻纤含量增大的趋势变缓。当体系中增强相的含量增加,以及加入增容剂使增强相与基体的界面粘结得到改善后,PP基体的损耗因子 (tanδ) 峰值都有一定的减小。      

Compatibilisation of polypropylene and poly(butylene terephthalate) blends by reactive extrusion: effects of the molecular structure of a reactive compatibiliser

This paper reports on the relative role of the functional group content and the molecular weight of a glycidyl methacrylate (GMA) functionalised PP (PP-g-GMA) as reactive compatibiliser in the compatibilisation of polypropylene (PP) and poly(butylene terephthalate) (PBT) immiscible blends in a co-rotating twin screw extruder. Two series of PP-g-GMA were compared in terms of their compatibilising effects on the morphology and mechanical properties (elongation at break and impact strength) of the blend. The first series of PP-g-GMA had the same molecular weight but different GMA contents while the second series of PP-g-GMA had the same GMA content but different molecular weights. The compatibilising effects of the first series of PP-g-GMA were dictated primarily by the amount of GMA in the blend, i.e., two PP-g-GMA having different GMA contents had the same compatibilising efficiency when the amount of GMA in the blend was the same. For the second series of PP-g-GMA, the higher the molecular weight, the higher the compatibilising efficiency.     

亚临界流体挤出制备木粉/聚丙烯复合材料

提出了一种通过亚临界流体辅助反应挤出制备木粉/聚丙烯(PP)复合材料的新型制备方法,其关键是在挤出过程中引入流体(乙醇和正丙醇),并使流体处于亚临界状态。同时,对木粉/PP复合材料进行了力学性能测试、FTIR和SEM观察。结果表明:在亚临界流体辅助反应挤出中,木粉发生了溶胀、液化等,有利于马来酸酐接枝聚丙烯渗入到木粉内部,其中酸酐基团与木粉中含有的大量羟基发生酯化反应增强,从而提高了木粉/PP复合材料的界面结合。在亚临界乙醇(190℃,(2.4±0.1)MPa,120r/min)作用下制备的木粉/PP复合材料的力学性能(拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和无缺口冲击强度)与无流体时制备的木粉/PP复合材料相比,其性能得到了一定的提高,它们分别达到了23.5 MPa、52.5 MPa、4.8GPa和5.9kJ·m~(-2)。     

聚丙烯接枝马来酸酐改性纳米ZnO/聚丙烯复合材料的成核结晶行为及力学性能

采用熔融共混法制备了nano-ZnO/聚丙烯(PP)复合材料,研究了相容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-gMAH)的加入对nano-ZnO/PP复合材料的成核结晶行为、晶体结构、结晶形态以及力学性能的影响。结果表明,低添加量(质量分数小于5%)的nano-ZnO对PP有较好的β晶成核效应,而当其质量分数大于5%时,nano-ZnO对PP结晶有明显的异相成核作用,使PP结晶温度大幅度提高,PP结晶在(040)晶面呈现生长择优性;PP-gMAH的加入增强了nano-ZnO粒子与PP基体之间的界面相互作用,改善了纳米粒子的分散性,促进了PP基体的异相成核,提高了nano-ZnO/PP复合材料的拉伸强度和冲击强度,但却抑制了nano-ZnO诱导PP生成β晶。nano-ZnO/PP复合材料体系中因界面相互作用改善所致的韧性提高明显强于nano-ZnO诱导PP形成β晶的增韧效应。     

特殊形态结构导电高分子复合材料的电学性能

先使聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)与炭黑(CB)反应,再与聚丙烯/尼龙6(PP/PA6)共混制备出CB位于两相界面处的PP/PA6/PP-g-MAH/CB导电高分子复合材料,研究了材料的特殊结构和电学性能。结果表明,在PP/PA6/CB体系中CB粒子分布在PA6相,体系的逾渗阈值为2%;而在PP/PA6/PP-g-MAH/CB体系中,CB被PP-g-MAH诱导分布在两相界面处。PP/PA6两相为海岛结构时,PP/PA6/PP-g-MAH/CB体系仍可导电。PP/PA6/PP-g-MAH/CB体系的逾渗阈值降至1.6%,低于PP/PA6/CB体系。体系的正温度效应(PTC)强度远高于PP/PA6/CB体系,在90-135℃范围内不出现负温度效应(NTC)。PP/PA6/PP-g-MAH/CB体系的电学性能归结于其特殊的界面形态结构:导电通道由位于共混物界面处的PP-g-MAH和CB构建而成。