PP／POE／纳米CaCO3复合材料的制备与性能研究

采用逐级分散共混法，制备了PP/POE／纳米CaCO3复合材料，研究了其力学性能和微观结构。逐级分散法先制备纳米CaCO3母料，然后将PP分多次加入含纳米CaCO3的共混体系中，目的在于改善纳米CaCO3的分散，以提高复合材料的力学性能。研究结果表明：采用逐级分散法制备的PP/POE／纳米CaCO3复合材料的冲击强度为64．2kJ／m^2，比直接共混法高16．9％，比通常的母料法高9．7％。复合材料的微观结构研究表明：纳米CaCO3粒子基本上都分布在连续相PP中。     

纳米CaCO3的表面特性对PP/SBS复合材料力学性能的影响

采用浸润速度法袁征了4种不同纳米CaCO3粒子的表面特性,测定了这4种不同纳米CaCO3在乙醇中的浸润速度,并用这4种纳米CaCO3分别制备成聚丙烯(PP)/(苯乙烯/丁二烯/苯乙烯)共聚物(SBS)/纳米CaCO3复合材料。结果表明,用浸润速度较大的纳米CaCO3所制PP/SBS/纳米CaCO3复合材料的力学性能较高。     

纳米CaCO3/EPO/PP复合材料性能与结构的研究

研究了纳米CaCO3／EPO／PP复合材料的力学性能、熔体流变性能及纳米CaCO3粒子在PP基体中的分散状况。结果表明：弹性体EPO对PP有很好的增韧效果，当EPO用量为4份时，PP从脆性断裂转变成韧性断裂；当EPO用量为10份时，PP复合材料的室温和低温缺口冲击强度均有大幅度的提高。在EPO／PP复合材料中加入纳米CaCO3不仅可以显著提高复合材料的室温和低温缺口冲击强度，而且可显著提高复合材料的弯曲弹性模量和MFR，改善复合材料的加工流动性能；纳米CaCO3粒子在PP中达到了纳米级分散。     

CaCO3／CPE／PP三元复合材料的性能研究

分别研究了CPE和SBS对聚丙烯性能的影响,CPE使PP的熔融指数略有下降,CPE含量为10％时,CPE／PP的冲击和拉伸强度分别比纯聚丙烯提高了108％和12％;进一步研究了微米CaCO3和纳米CaCO3对CPE／PP复合材料性能的影响,微米CaCO3使CPE／PP的拉伸强度提高,但冲击强度降低;纳米CaCO3对CPE／PP同时具有增强和增韧作用,当纳米CaCO3含量为8％时,CaCO3／CPE／PP三元复合材料的综合力学性能较好。     

聚丙烯/纳米CaCO3复合材料的结晶行为研究

用超重力法制备的纳米CaCO3和PP熔融共混制备了PP/CaCO3复合材料,并对PP/CaCO3复合材料的结晶行为进行了详细研究。差示扫描量热分析表明,纳米CaCO3粒子的加入加快了PP的结晶速率,缩短了半结晶时间,130℃时含15份纳米CaCO3的PP/CaCO3复合材料的半结晶时间比纯PP的减少了8.92 min;结晶度有轻微下降,结晶温度为126.5 ℃时纯PP的结晶度为44.33 %,含15份纳米CaCO3的PP/CaCO3复合材料的结晶度为35.9 %。动力学研究数据表明,等温结晶过程符合Avrami方程,PP/CaCO3的n和k值都大于纯PP的;利用偏光显微镜观察了PP/CaCO3复合材料的结晶形貌及结晶生长过程,纳米CaCO3粒子的加入使球晶数量明显增多,意味着CaCO3起到了结晶成核剂的作用。     

SBS和纳米CaCO_3增容PP/SAN体系的研究

研究了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)单独添加和与纳米CaCO3复配添加对聚丙烯/苯乙烯-丙烯腈共聚物(PP/SAN)共混体系相容性的影响。结果表明:SBS用量为6 phr时,体系的分散性尺寸降低,分布均匀性改善,有一定的增容效果,但当其用量为10 phr时,体系的相容性变差;SBS和纳米CaCO3先在双辊塑炼机上混炼后再复配添加,当纳米CaCO3/SBS质量比为2/1、总添加量为10 phr时,增容效果好于单独添加SBS的体系;改变纳米CaCO3/SBS的配比体,系的拉伸强度和缺口冲击强度变化不大。     

纳米CaCO_3含量对PP/SBS/CaCO_3复合材料力学性能的影响

通过双螺杆共混方法制备聚丙烯(PP)/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)/Ca-CO3复合材料,并采用扫描电镜(SEM)、力学性能测试和偏光显微镜研究了纳米CaCO3用量对该复合体系微观结构、力学性能以及结晶形貌的影响。结果表明:纳米CaCO3粒子在PP中均匀地分散可细化晶粒并起到了增韧增强的效果。当加入纳米CaCO3的质量分数为2%时,其综合性能最好。     

纳米CaCO3增韧聚丙烯的研究

采用熔融共混以及先混炼再熔融共混的方法制备了PP／纳米CaO3及PP聚物（PPR）／SBS／纳CaCO3和合材料。通过SEM，TEM及力学性能测试研究了复合材料的力学性能及CaCO3粒子的分散状况。结果表明，当CaCO3子的质量分数分别为4％和8％，两种共混体系的冲击强度达到最大值，分别为5.18kJ/m^2和59.14kJ/m^2;CaCO3粒子在体系中能够达到纳米级分散。复合材料的冲击断面观察证明材料的增韧是由于基体发生屈服所致。     

纳米碳酸钙改性聚丙烯

研究了不同牌号的聚丙烯（PP）与纳米CaCO3复合材料的力学性能,考察了双螺杆挤出和密炼混合工艺及相容剂含量对PP／纳米CaCO3复合材料力学性能的影响,采用透射电子显微镜观察了纳米CaCO3在PP中的分散情况。结果表明,纳米CaCO3对不同牌号的PP均有增韧作用,对基材韧性较好的共聚PP增韧效果较显著．冲击强度提高了81％;双螺杆挤出和密炼混合均能使纳米CaCO3粒子在PP中达到较好的分散。     

拉伸流场对PP／纳米CaCO3填充体系分散混合的影响

应用双螺杆挤出机及自行研制的拉伸分散混合装置,研究了不同强度的拉伸流场对PP/纳米CaCO3填充体系分散混合效果的影响,并采用SEM、WAXD对分散后的PP/纳米CaCO3填充体系进行了表征.结果表明,经拉伸流场分散混合后,填充体系中大部分的纳米CaCO3以原生粒子形态存在,且形成的β晶型对提高填充体系的韧性起到了积极的作用;经拉伸流场分散混合后的填充体系,其拉伸强度及断裂伸长率都得到了较大的提高.     

Toughening of polypropylene combined with nanosized CaCO3 and styrene–butadiene–styrene

Nanocomposites of nanosized CaCO₃/SBS/PP were prepared by using twin‐screw and single‐screw extruder. By adding nanosized CaCO₃ particles into SBS/PP blend, the notched impact strength, flexural modulus, and tensile strength of the composites can be improved, whereas, by adding microsized CaCO₃ particles into SBS/PP blend, the notched impact strength of the composite is decreased markedly. At nanosized CaCO₃ content of 16 phr (parts per hundred PP resin by weight), the impact strength of nanosized CaCO₃/SBS/PP composite reaches 56.55 KJ/m², which is 1.27 times that of SBS/PP blend. At nanosized CaCO₃ content of 4 phr, the tensile strength of the composites reaches 31.3 MPa, which is 1.23 times that of SBS/PP blend. The maximum and balanced torque of the composites improves significantly by the addition of CaCO₃ nanoparticles. The increased shear force during compounding continuously breaks down SBS particles, resulting in the reduction of the SBS particles size, and improving the dispersion of SBS particles in PP matrix. Thus the toughening effect of SBS on matrix was improved. Simultaneously, the existence of SBS provides the matrix with a good intrinsic toughness, satisfying the condition that nanosized inorganic particle of CaCO₃ efficiently toughens polymer matrix. The synergistic toughening function of nanosized CaCO₃ and SBS on PP matrix was exhibited. POLYM. ENG. SCI. 47:201–206, 2007. © 2007 Society of Plastics Engineers     

油酸修饰纳米CaCO3对PP结晶行为和力学性能的影响

Oleic acid (OA)-modified CaCO3 nanoparticles were prepared using surface modification method. Infrared spectroscopy (IR) was used to investigate the structure of the modified CaCO3 nanoparticles, and the result showed that OA attached to the surface of CaCO3 nanoparticles with the ionic bond. Effect of OA concentration on the dispersion stability of CaCO3 in heptane was also studied, and the result indicated that modified CaCO3 nanoparticles dispersed in heptane more stably than unmodified ones. The optimal proportion of OA to CaCO3 was established. The effect of modified CaCO3 nanoparticles on crystallization behavior of polypropylene (PP) was studied by means of DSC. It was found that CaCO3 significantly increased the crystallization temperature, crystallization degree and crystallization rate of PP, and the addition of modified CaCO3 nanoparticles can lead to the formation of β-crystal PP. Effect of the modified CaCO3 content on mechanical properties of PP/CaCO3 nanocomposites was also studied. The results showed that the modified CaCO3 can effectively improve the mechanical properties of PP. In comparison with PP, the impact strength of PP/CaCO3 nanocomposites increased by about 65% and the flexural strength increased by about 20%.     

高流动性PP／POE／纳米CaCO3复合材料的研制

利用双螺杆挤出机，通过熔融共混工艺制备了聚丙烯(PP)／聚烯烃热塑性弹性体(POE)／纳米CaCO3复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了不同体系的形态，结果显示：纳米CaCO3和POE在PP／POE／nano-CaCO3中互相促进分布及均化。冲击试验结果表明：PP／POE／nano-CaCO3体系的缺口冲击强度较PP／POE、PP／nano-CaCO3和纯PP分别提高了65％，107％和178％。熔体流动速率测试显示：纳米CaCO3在PP／POE／nano-CaCO3中具有提高体系流动性的作用。     

改性方法对PP/纳米CaCO3复合材料性能的影响

分别采用熔融共混法和原位聚合法制备了聚丙烯(PP)／纳米CaCO3复合材料，比较了用两种方法制备的PP／纳米CaCO3复合材料的力学性能及纳米CaCO3的分散状况。结果表明：当纳米CaCO3质量分数分别为5％和0．73％时，两种方法制备的复合材料的冲击强度达到最大值，分别为纯PP的2．2倍和2倍；两种方法中CaCO3均可达到纳米级分散；原位聚合法制备的复合材料的韧性断裂比熔融共混法更为明显，且综合性能与共混法相近，并有工艺上的优越性。     

双单体改性对纳米CaCO3/PP结晶与熔融行为的影响

制备了界面改性纳米CaCO3／PP复合材料，用DSC研究了在有、无过氧化二异丙苯(DCP)存在下，反应单体丙烯酸(AA)及苯乙烯(St)对PP结晶与熔融行为的影响。结果表明：AA改性纳米CaCO3／PP可使结晶温度提高；St改性使纳米CaCO3／PP的结晶温度降低，但在DCP存在下结晶温度反而提高。AA和St双单体改性使纳米CaCO3／PP的结晶温度明显降低，但加有DCP的双单体改性却使纳米CaCO3／PP的结晶温度大幅提高，说明双单体接枝物有促进纳米CaCO3表面成核的作用。     

低频振动注塑改善PP/纳米CaCO3分散性的研究

利用自行研制的振动注塑装置研究了低频振动对PP／纳米CaCO3体系中纳米CaCO3在基体中的分散性。结果表明，在低频高压下，无机粒子在基体中的分散性有了明显的改善，使体系拉伸强度和冲击强度同时得到了提高。     

废聚氨酯改性热塑性弹性体SBS的性能研究

以废聚氨酯(PU)改性热塑性弹性体苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS),探讨了废PU用量、相容剂对废PU/SBS复合材料的物理机械性能的影响以及废PU对含填料轻质碳酸钙(CaCO3)的SBS性能的影响;并采用相差显微镜观察了复合材料的亚微观结构.结果表明,废PU质量在15份左右时,废PU/SBS复合材料的综合性能最佳;相容剂虽然能够改善复合材料的界面,但是对宏观力学性能影响不大;废PU能够很好地改善CaCO3 /SBS的界面性质,同时大幅度提高了物理机械性能,用废PU改性的CaCO3/SBS材料具有较高的性价比.     

PP/改性纳米CaCO3复合材料力学性能与断裂形态研究

制备了反应性单体改性纳米CaCO3填充PP复合材料，研究了反应性单体丙烯酸(AA)和苯乙烯(St)在有、无过氧化二异丙苯(DCP)存在下改性纳米CaCO3填充PP复合材料的力学性能，并用扫描电子显微镜(SEM)研究了复合材料弯曲断面的形态。结果表明，PP／改性纳米CaCO3的力学性能优于PP／微米CaCO3的力学性能；在DCP存在下，AA、AA与St混合改性可使PP／纳米CaCO3的拉伸性能和弯曲性能提高，减小拉伸强度随CaCO3含量增加而下降的趋势；并可有效提高纳米CaCO3在基体中的分散性和界面粘结性。