PP/Nano-SiO_2包覆长石复合材料的制备、性能及结构表征

采用纳米二氧化硅(nano-SiO2)对长石填料进行表面修饰改性,且对其表面包覆形貌进行了分析和表征。以nano-SiO2包覆改性长石为填料制备了聚丙烯(PP)/包覆长石复合材料,并对其力学性能、热稳定性进行了研究。结果表明:当包覆长石用量为3%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均达到最大值;同纯PP相比,该复合材料的热稳定性和韧性有所提高;另外,nano-SiO2包覆长石粉体对PP具有异相成核作用,提高了PP基体的结晶度。     

溶液法制备PLA/改性长石复合材料及其性能表征

以KH570为改性剂对哈密长石进行湿法表面改性。以改性长石作为填料,通过溶液法制备了PLA/改性长石复合材料,对其性能及微观结构进行了测试和表征。界面接触角测试表明,经改性后界面接触角明显增大,表面有机憎水,具有亲油性,与FT-IR分析结果相吻合;力学性能测试表明,5%改性长石的加入有助于改善PLA复合材料的拉伸强度;TGA分析表明PLA/改性长石复合材料的热分解温度比PLA基体提高了4.47℃,表明其热稳定性得以提高;DSC分析表明,改性长石可以消除PLA复合材料的冷结晶,有助于提高PLA复合材料的结晶度,与XRD分析相吻合。测试结果表明,改性长石在PLA基质中起到了异相成核的作用,促进了PLA基质的结晶。     

滑石粉对聚丙烯微观形态和性能影响

以滑石粉为填料通过挤出机熔融共混制备聚丙烯（PP）/滑石粉复合材料,考察了硅烷偶联剂对滑石粉表面改性前后及添加不同含量的乙烯-辛烯共聚物（POE）对共混物力学性能、流变性能和微观形态的影响。结果表明,滑石粉表面改性后可以明显提高PP的缺口冲击强度,当PP/滑石粉质量比为100/10和100/30时,PP/滑石粉（改性）较PP/滑石粉（未改性）复合材料的缺口冲击强度分别提高37.8 %与36.4 %;表面改性后的滑石粉使复合材料的储能模量降低;POE的加入提高了滑石粉在PP基体中的分散性,随着其含量的增加,复合材料的缺口冲击强度提高,韧性提高。     

PP/Nano-TiO_2包覆长石复合材料的制备、性能及结构表征

采用纳米二氧化钛(nano-TiO2)对长石进行表面修饰,并用偶联剂KH570对包覆长石进行改性处理,对其表面包覆形貌、表面成分进行了分析和表征。采用热重(TG)分析、X射线衍射(XRD)分析、差示扫描量热法(DSC)对由改性nano-TiO2包覆长石制备的聚丙烯(PP)/nano-TiO2包覆长石复合材料的性能进行了研究,并用扫描电镜(SEM)观察了其表面形貌。结果表明:当改性长石用量为3%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均达到最大值,复合材料的冲击性能随着改性长石用量的增加而提高;其热稳定性和韧性比PP基体有所改善;XRD与DSC分析表明,包覆长石的加入能诱导β晶形成,对PP具有异相成核作用,提高了PP基体的结晶度。     

混杂增强型聚丙烯的改性研究

以不同用量的玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)、硅灰石、滑石粉为填料,通过熔融共混制备了混杂纤维增强聚丙烯(PP)基复合材料,并研究了填料质量比(GF/CF、硅灰石/滑石粉、纤维/无机填料)对增强PP复合材料微观形貌及力学性能的影响。结果表明:PP中加入GF及CF后,其拉伸强度和冲击强度显著提高,断裂伸长率则降至10%左右;PP中加入硅灰石和滑石粉后,其拉伸强度基本不变,冲击强度大幅提升,而断裂伸长率仅略有提高;当纤维(GF/CF)与无机填料(硅灰石/滑石粉)的质量比为35/5时,可得到具有最优综合力学性能的改性PP复合材料。     

云母/聚丙烯复合材料的制备与性能研究

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和苯乙烯(St)接枝改性的聚丙烯作相容剂,KH550改性的云母粉为填料,制备了云母/PP复合材料。结果表明,当相容剂和改性云母用量的重量分数分别为10%和15%时,复合材料的力学性能最好,冲击强度、拉伸强度和弯曲强度较纯PP分别提高了132.9%、17.2%和32.5%。     

聚乳酸/改性长石复合材料的制备及性能研究

以硅烷偶联剂KH570为改性剂对长石粉体进行了湿法表面改性,通过熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/改性长石复合材料,并对其性能及微观结构进行了测试和表征。界面接触角测试表明,改性后长石粒子的界面接触角明显增大,表面具有亲油性,这与FTIR分析结果相吻合。力学性能测试表明,与PLA基体相比,当改性长石用量为0.5%时,PLA/改性长石复合材料的拉伸断裂强度提高了17.82%,冲击强度提高了23.25%。TGA分析结果显示,PLA/改性长石复合材料的热分解温度比PLA基体提高了12.33℃,表明改性长石的加入提高了复合材料的热稳定性。XRD分析结果表明,改性长石的加入起到了部分异相成核剂的作用,从而使结晶成核速度加快。DSC分析结果表明,改性长石可以消除PLA复合材料的冷结晶,有助于提高PLA复合材料的结晶度,这与XRD分析相吻合。另外降解实验表明,改性长石的加入加快了PLA复合材料的降解。     

聚丙烯/有机蒙脱土/滑石粉纳米复合材料的制备与性能研究

采用双螺杆挤出机直接熔混的工艺,以聚丙烯(PP)为基体树脂,以滑石粉(Talc)和经有机改性的蒙脱土(OMMT)为填料,以马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP)为相容剂,分别制备了PP/OMMT和PP/OMMT/Talc纳米复合材料。结果表明,所得PP/OMMT复合材料为蒙脱土剥离或部分剥离的纳米复合材料;PP/OMMT/Talc复合材料的性能优于两种填料分别填充改性的PP材料,且分散及改性效果基本没有互相影响;与传统PP/Talc复合材料相比,制备的PP/OMMT/Talc纳米复合材料在各性能相近或更好的前提下,密度可以减少7%～10%。     

改性硅藻土成核剂对聚丙烯性能的影响

采用高速混合、挤出注塑法制备了聚丙烯(PP)/改性硅藻土复合材料,研究了改性硅藻土对该复合材料的静态力学性能、动态力学性能和热稳定性的影响。结果表明:改性硅藻土的加入使复合材料的冲击强度和弯曲强度得到了提高。当改性硅藻土含量为5%时,复合材料的冲击强度达最大值,比纯PP提高了88.71%;当改性硅藻土含量为20%时,复合材料的弯曲强度达最大值,比纯PP提高了89.12%。PP/改性硅藻土复合材料的储能模量和高温损耗模量较纯PP树脂有明显提高,改性硅藻土含量为15%时热分解温度达最大,热失重率为10%时较纯PP的热分解温度提高了71℃。     

PP/改性高岭土复合材料的制备及性能

采用液态三元乙丙橡胶(LEPDM)对高岭土进行表面改性，然后与聚丙烯(PP)熔融共混，制得了PP/改性高岭土复合材料，采用氧指数测定仪、熔体流动速率仪(MFR)和扫描电子显微镜(SEM)等对比分析了高岭土和改性高岭土对PP力学性能、加工性能、阻燃性能和微观形貌的影响。结果表明：高岭土及改性高岭土均会改善PP的力学性能、加工性能和阻燃性能。当填料含量相同时，PP/改性高岭土复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度和加工性能均优于PP/高岭土复合材料，PP/高岭土复合材料的阻燃性能和弹性模量均优于PP/改性高岭土复合材料。当改性高岭土质量分数为10%时，PP/改性高岭土复合材料的缺口冲击强度和MFR均达到最大，分别为12.63 kJ/m²和1.75 g/10 min。     

PP/PS/纳米插层高岭土复合材料的制备及性能研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯/聚苯乙烯/二甲基亚砜插层改性高岭土（PP/PS/K-DMSO）复合材料。研究了不同用量K-DMSO对PP/PS共混材料的结构及性能的影响。结果表明,随着K-DMSO的加入,复合材料的加工性能、力学性能、热性能均得到提高;与PP/PS共混材料相比,在K-DMSO的加入量为6 %（质量分数,下同）时,熔融流动速率增加了2.925 g/(10min),冲击强度提高了48.8 %,弯曲强度提高了24.1 %。扫描电镜分析表明,K-DMSO的加入,使PP与PS两相界面模糊,PS分散相尺寸减小,增加了PP、PS的相容性。     

Preparation and evaluation of composites containing polypropylene and cotton gin trash

Composites of polypropylene (PP) and cotton gin trash (GT) were prepared to enhance the utilization of agro-based materials in industrial products. GT was modified by two methods: toluene washed only, and toluene washed and treated with maleic anhydride-grafted polypropylene (MAPP). These GT samples were extruded with PP, including MAPP and ethylene/vinyl acetate copolymer in various weight ratios (32 composites total). The PP composites displayed tensile strengths close to that of the neat PP, and exhibited higher values of tensile modulus and lower elongation at break than the neat PP. Based on DSC measurements, the PP composites containing 10 wt% GT exhibited two crystalline regimes, while those containing 20 wt% GT were similar in crystallinity to that of the neat PP. The composites were also characterized using SEM, TGA, water absorption tests, and contact angle measurements. These composites represent a more sustainable alternative to neat, fossil fuel-based PP.     

表面改性对聚丙烯/微米氢氧化镁复合材料性能的影响

研究了表面处理剂（钛酸酯和硅烷偶联剂）和原位聚合方法对聚丙烯/微米氢氧化镁（MH）复合材料的力学性能及流变性能的影响。采用DSC、SEM和毛细管流变仪对PP/MH（80/20）复合材料的性能进行了研究。结果表明：原位聚合改性后的微米MH与PP基体间的界面黏结力得到了加强,复合材料的冲击强度较填充未改性MH的复合材料提高了26.4 ％。在PP基体中添加聚合物包覆改性微米MH粒子的复合材料熔体流动速率较纯PP上升了64 ％。在相同剪切速率下,填充聚合物包覆改性MH的复合材料熔体表观黏度明显低于填充未改性微米MH的复合材料,表明聚合物包覆改性后的MH降低了其对PP熔体流动的阻碍作用,改善了PP/MH复合材料的流动性能。     

多层塑料复合板废料改性聚丙烯的研究

将用偶联剂和增容剂改性的多层塑料复合板固体废料粉末（GFRP）加入到聚丙烯（PP）基体中,制备复合材料。采用差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）研究了复合材料的微观结构和热性能,并测试了材料的力学性能。研究结果表明,当1 %硅烷偶联剂KH570处理的GFRP的含量为20份（质量份,下同）,增容剂马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）含量为2份时,复合材料的冲击强度显著提高,弯曲强度与弯曲模量也有一定程度的提高,拉伸强度下降不大。SEM观察结果表明,PP/改性GFRP/PP-g-MAH复合材料在断裂过程中发生塑性变形。DSC分析表明,GFRP的加入没有改变PP的晶型。     

稀土复合偶联剂对氢氧化铝的改性及其在聚丙烯中的应用研究

选用稀土复合偶联剂和有机硅烷、钛酸酯等常用偶联剂分别对氢氧化铝进行改性并比较其改性效果,结果表明,用稀土复合偶联剂改性氢氧化铝的效果最好,其活化指数由0上升至99%以上,吸油值从0. 4214g电降至0.247 0 g电,说明氢氧化铝改性后表面已从亲水的强极性转为疏水的非极性,与聚合物的相容性明显改善。利用差热分析技术测定热初始分解温度发现,氢氧化铝改性后热初始分解温度显著提高,达到249℃,从而拓宽了其在聚合物阻燃中的应用范围。与用其他偶联剂改性相比,应用于聚丙烯时,稀土复合偶联剂能显著改善材料的断裂伸长率和冲击性能:在填充大量氢氧化铝时,其断裂伸长率比未改性的聚丙烯/氢氧化铝复合体系提高了5.24倍,比纯聚丙烯体系提高了59.6;冲击韧性比未改性的聚丙烯/氢氧化铝复合体系提高了17. 7,比纯聚丙烯体系提高了14. 8%。聚丙烯体系中加人氢氧化铝后阻燃性能提高,经偶联剂改性后效果更佳。     

端羧基超分散剂对剑麻纤维/聚丙烯性能的影响

采用自制端羧基超分散剂(ECH)改性剑麻纤维(SF)/聚丙烯(PP)复合材料,探讨了ECH的使用对SF/PP复合材料的力学性能、热力学性能和结晶性能的影响,并采用扫描电镜(SEM)观察复合材料的冲击断面形貌。结果表明,经ECH改性后的SF/PP复合材料的冲击强度、弯曲强度分别比未改性的复合材料提高了67.3%和21.0%,复合材料的热稳定性、PP相的结晶速率和结晶度有所提高,但晶态结构仍是典型的α晶型,ECH的加入使得复合材料的储能模量提高,损耗因子降低。     

增塑增韧聚丙烯的制备及其性能研究

以液体石蜡作为聚丙烯(PP)的增塑剂,首先将纳米二氧化硅(SiO2)预先分散于液体石蜡中制成纳米溶胶,然后采用双螺杆挤出机将此溶胶与PP熔融共混制备了增塑增韧PP复合材料,研究了液体石蜡和纳米SiO2对PP力学性能和结晶性能的影响。结果表明,经过液体石蜡增塑后,PP的冲击强度可提高90 %;再经过纳米SiO2增韧后,其冲击强度可进一步提高100 %;液体石蜡能够提高PP的结晶度,纳米SiO2能够减小PP的球晶尺寸。     

Effect of compatibilizer on morphology,thermal, and rheological properties of polypropylene/functionalized multi‐walled carbon nanotubes composite

Multi‐walled carbon nanotubes (MWCNTs) filled polypropylene (PP) composites were prepared by a corotating intermeshing twin screw extruder. To improve the dispersion of MWCNTs, the surface of MWCNT was modified with 1,10‐diaminodecane, and maleic anhydride grafted polypropylene (MA‐g‐PP) was used as a compatibilizer. Micrographs of well dispersed functionalized MWCNTs (diamine‐MWCNT) were observed due to the reaction between MA‐g‐PP and diamine‐MWCNT in PP/MA‐g‐PP/diamine‐MWCNTs composites. The different behaviors in crystallization and melting temperatures of PP/MA‐g‐PP/diamine‐MWCNTs composite were observed compared to PP and PP/neat‐MWCNT. Especially, the decomposition temperature of the composite was increased by 50°C compared to PP. PP/MA‐g‐PP/diamine‐MWCNTs composite showed the highest complex viscosity. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

硅灰石表面改性研究及应用

利用硅烷偶联剂KH570改性硅灰石,并用其填充聚丙烯制备复合材料(KW/PP)。通过比较水接触角考察了KH570用量、改性时间及改性温度对硅灰石表面改性效果的影响,并用红外光谱、扫描电镜对复合材料进行表征。结果表明:当KH570为硅灰石质量的4%,改性时间为2 h,改性温度为80℃时,改性效果最好。KW/PP复合材料的冲击强度与弯曲强度较纯PP有明显提高。