玻纤增强PP热塑性片材的制备及力学性能研究

采用熔融浸渍法制备了玻璃纤维毡增强聚丙烯（PP）热塑性复合片材；通过在PP中加入复合改性PP改善了基体与增强纤维间的相容性；考察了相容剂、PP种类及玻纤毡种类对复合片材的影响。结果表明，相容剂的加入可使复合片材的拉伸强度提高29％、拉伸模量提高23％、弯曲强度提高42％、弯曲模量提高25％；高熔体质量流动速率PP可使片材的弯曲与冲击性能进一步改善。连续玻纤毡和长玻纤毡增强PP复合片材，前者综合力学性能良好，而后者则冲击强度较弱、弯曲性能加强。     

复合改性PP可用于玻纤增强片材

华东理工大学聚合物加工研究室的科研人员。最近采用复合改性PP作为相容剂，使用熔融浸渍法，制备出玻璃纤维毡增强PP热塑性复合片材。     

玻纤毡增强聚丙烯复合材料的增容及力学性能

通过玻璃纤维(GF)毡与双螺杆挤出相容剂改性聚丙烯(PP)膜的多层叠合,以熔融浸渍法制得PP基GF毡增强热塑性塑料(GMT)复合材料,研究了相容剂PP接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和PP接枝丙烯酸(PP-g-AA)的用量(为PP基体质量的百分数)及其复配改性,以及相容剂改性PP基体分布和毡体种类对GMT力学性能的影响。结果表明,PPg-MAH可明显提高GMT的拉伸与弯曲性能,但降低了冲击性能;PP-g-AA可明显提高GMT的冲击性能,但不利于拉伸与弯曲性能的提高,只有当PP-g-AA用量超过5%后,拉伸性能才有所提升。在PP-g-MAH用量为3%的条件下,将其与不同用量的PP-g-AA进行复配改性没有对GMT力学性能产生协同作用。在各相容剂用量相近(3%~3.5%)的情况下,与相容剂复配改性GMT相比,以两层PP-g-AA改性PP为芯层、PP-g-MAH改性PP为上下表面层作为改性基体分布时,GMT拉伸与弯曲强度分别提高17%和27%、缺口冲击强度提高48%;而以两层PP-g-MAH改性PP为芯层、PP-g-AA改性PP为上下表面层作为改性基体分布时,在不损失强度与刚性的同时,缺口冲击强度提高了88%。采用连续GF毡的GMT力学性能比采用短切GF毡的GMT高,尤其是缺口冲击强度提高了89.6%。     

连续GF增强PP层合片材破坏形式及层间剪切强度研究

采用热压工艺制备连续玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)混编纱层合片材及GF呈0°和0°/90°铺放的连续GF增强PP层合片材。通过对3种GF增强PP层合片材进行力学性能测试,结果表明,3种GF增强PP层合片材的拉伸、弯曲强度随着层数的增加基本呈现先升高后降低的趋势。由于层合片材的层间剪切强度存在差异,因而使得3种层合片材产生不同的拉伸及弯曲破坏形式。通过插入PP薄层及PP-g-MAH薄层可改善层合片材的层间剪切性能,但插入PP薄层会降低层合片材的拉伸及弯曲性能,而插入PP-g-MAH薄层有助于提高层合片材的拉伸及弯曲性能。     

增韧增强阻燃聚丙烯的研制

采用溴／锑复合阻燃剂、三元乙丙橡胶(EPDM)和无碱玻璃纤维对聚丙烯(PP)进行了复合改性研究，考察了复合阻燃剂、EPDM和无碱玻璃纤维含量对PP性能的影响。研究结果表明，溴／锑复合阻燃剂对PP有良好的阻燃作用；EPDM对PP有很好的增韧作用，并且可以提高阻燃剂的阻燃效率；无碱玻璃纤维的加入在有效提高复合材料拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量的同时，还可以提高其冲击强度。     

高模量高强度PP/PA6复合材料的制备与研究

以共聚聚丙烯(PPC)与均聚聚丙烯(PPH)复配物作为基体树脂,研究了不同组成比的PP/PA6体系的综合力学性能,并考察了不同相容剂PP-g-MAH和PE-g-GMA对PP/PA6体系的影响,以玻璃纤维作为增强组分,并引入BaSO4,制得了高模量高强度的复合材料.结果表明,有机刚性粒子PA6的引入提高了PP的弯曲模量与拉伸强度,冲击强度有所下降;PP-g-MAH在综合力学性能改善上优于PE-g-GMA;当BaSO4用量为15份时,复合体系在保持一定冲击强度的基础上,较大地提升了弯曲模量和拉伸强度,表现出良好的综合力学性能.     

剑麻纤维素微晶增强聚丙烯复合材料的性能研究

以硅烷偶联剂(KH550)改性后的剑麻纤维素微晶(SFCM)为增强材料改性聚丙烯(PP),以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为二者的相容剂,采用熔融共混法制备PP/SFCM复合材料,研究了SFCM对PP/SFCM复合材料的力学性能、耐热性、流动性及熔融结晶行为的影响。力学性能测试表明,SFCM的加入可有效改善PP的强度和刚性,当SFCM的质量份数为9份时,复合材料的力学性能最佳,其拉伸强度和拉伸模量分别提高了15.3%和22.6%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了24.6%和35.4%,缺口冲击强度提高了14.9%。热性能及流动性能测试表明,SFCM可提高PP/SFCM复合材料的维卡软化温度,而降低材料的熔体流动速率。DSC研究表明,SFCM可提高复合材料的熔融温度、结晶温度及结晶度。     

高含量淀粉／HDPE片材的制备及力学性能研究

通过采用铝酸酯偶联剂和硬脂酸对淀粉表面进行改性处理,并添加相容剂的方法制备了高含量淀粉/HDPE复合片材,比较了乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和马来酸酐接枝PE(PE-g-MAH)两种相容剂对片材的增强作用。结果表明,通过增容改性处理,高含量淀粉/HDPE片材的拉伸强度有了显著的提高,采用1%铝酸酯和2%的硬脂酸对淀粉进行改性并添加5%的PE-g-MAH时,片材的拉伸强度保持在25 MPa以上。通过显微镜镜像观察,改性处理后淀粉与HDPE之间的相容性有了明显改善。     

回收利用VT粉填充PP的改性研究

文章研究了将VT粉(废旧印刷线路板非金属粉末)作为填料填充到PP中对复合材料物理性能的影响。实验结果发现,VT粉对聚丙烯(PP)可以起到一定的增强作用,当VT粉含量为50%时,复合材料的弯曲模量增加幅度约137%。同时还发现在VT粉/PP复合材料中加入5%的PP相容剂可以明显提高复合材料的拉伸强度和弯曲强度。     

PP/POE共混体系及PP/POE/Nano-CaCO_3复合体系力学性能的研究

应用双螺杆挤出机制备了聚丙烯(PP)/聚烯烃弹性体(POE)共混体系和PP/POE/纳米碳酸钙(nano-CaCO3)复合体系,研究了POE用量及nano-CaCO3对PP冲击性能、拉伸性能及弯曲性能的影响。结果表明,随着POE用量的增加,PP/POE共混体系及PP/POE/nano-CaCO3复合体系的冲击强度明显增加;拉伸强度及拉伸模量、弯曲强度及弯曲模量均减小;断裂伸长率及断裂强度亦减小。此外,与PP/POE共混体系相比,PP/POE/nano-CaCO3复合体系的冲击强度、拉伸强度及拉伸模量、弯曲强度及弯曲模量均优于PP/POE共混体系。     

用废木粉增强聚乙烯的研究

本研究采用废木粉为填料增强改性高密度聚乙烯。评价了马来酸酐接枝高密度聚乙烯（MAH-g-HDPE）对聚乙烯基木塑复合材料的增客效果，研究了木粉含量对复合材料力学性能和其它性能的影响，详细阐述了木粉的增强作用机理。研究结果表明：MAH-g-HDPE可显著增进憎水性基质和亲水性木粉之间的界面相互作用，明显改进复合材料的力学性能；在使用适当相客剂的情况下，木粉可明显提高聚乙烯的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量，具有良好的增强效果；当木粉含量为60％时，复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量分别高达38MPa、54MPa和3500MPa，若与纯基质相比，分别提高了43．4％、176％和283％。这些实验结果表明，木粉对聚乙烯具有明显的增强效果。     

高分子相容剂对玻璃纤维增强PA66性能的影响

研究了高分子相容剂(PE-g-MAH和POE-g-MAH)对干态和湿态下玻璃纤维增强尼龙66(PA66)性能的影响。结果表明:在干态和湿态下,随着相容剂用量的增加,两种高分子相容剂都能使玻璃纤维增强PA66的冲击强度增大,而使其拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量降低,其中POE-g-MAH增韧效果更为明显;吸水率随相容剂用量的增加而缓慢下降,但相容剂种类对吸水率影响较小。     

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%。     

增容PP/废弃PET织物纤维复合材料的结构与性能

用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的混合物(MMA/St)两种相容剂对PP和废弃的PET织物(WF)复合材料界面进行改性,研究其力学性能、微观形态和热行为.结果表明:WF的加入使PP的拉伸强度下降,但改善了弯曲强度和模量,更使冲击强度大幅提升.在高WF填充量时,PP-g-MAH改性有助于改善弯曲性能和韧性,MMA/St混合物改性则对拉伸性能和弯曲性能更有利.挤出共混可使WF织物在PP中实现单纤维分散,PP-g-MAH和MMA/St改性改善了WF和PP的分散和界面粘结,MMA/St改性效果更优.这3类PP/WF复合材料的热稳定性都有所提高.     

低气味低VOC玻纤增强聚丙烯材料的研制

以聚丙烯(PP)树脂为基体,PP接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为相容剂,纳米氧化锌和纳米二氧化钛为复合气味吸收剂,经双螺杆挤出机制备了玻璃纤维(GF)增强PP材料,并分别研究了各组分对材料力学性能和气味等级的影响。结果表明,相容剂PP-g-MAH为GF增强PP材料气味的主要来源,在提高气味等级方面,选用相容剂时,固相接枝工艺比熔融接枝工艺的好,且接枝率不宜太高。在选用PP粒料、接枝率为1.2%的固相接枝PP-g-MAH以及纳米氧化锌和纳米二氧化钛复合气味吸收剂的基础上,制备了低气味和低挥发性有机化合物的GF增强PP材料,其拉伸强度为62 MPa,弯曲强度为76 MPa,缺口冲击强度为8.5 k J/m~2,由其制备的汽车空调电机风扇叶轮产品的气味等级达到了Q/JLY J711061–2009标准的7级要求。     

纳米硫酸钡增强增韧尼龙66

通过熔融共混法制备了纳米硫酸钡增强增韧尼龙66复合材料。研究了纳米硫酸钡含量对增强增韧尼龙66复合材料力学性能的影响。结果表明，纳米硫酸钡对尼龙66有显著的增强增韧作用。尼龙66的韧性、刚性和强度随着纳米硫酸钡含量的增加先增后减，在纳米硫酸钡质量分数为3％时，力学性能最优；对比空白样，缺口冲击强度提高了17．1％，弯曲强度和模量分别提高了5．74％和11．57％，拉伸强度和模量稍有提高。     

柠檬石膏的表面改性对柠檬石膏/聚丙烯复合材料性能的影响

本文研究了单一和混合偶联剂表面改性的柠檬石膏对柠檬石膏/聚丙烯复合材料的力学性能,结晶度,熔点的影响;结果表明:单一偶联剂表面改性的柠檬石膏使柠檬石膏/PP复合材料的拉伸强度,弯曲强度和弯曲模量较PP有不同程度提高,钛酸酯和铝酸酯偶联剂对柠檬石膏的表面改性具有较好效果。混合偶联剂表面改性的柠檬石膏使柠檬石膏/PP复合材料的冲击强度较单一偶联剂表面改性柠檬石膏填充PP的复合材料提高了34.7%,而拉伸强度,弯曲强度和弯曲模量均有一定下降。差示扫描量热(DSC)分析结果显示柠檬石膏的加入可以提高聚丙烯的结晶度,对复合材料的熔点几乎没有影响;柠檬石膏的表面改性对复合材料中PP的结晶度和熔点均没有明显影响。     

长玻纤增强聚丙烯复合材料力学性能的研究

通过熔体浸渍法制备了一定玻纤含量的长玻纤增强聚丙烯(PP/LGF)母粒,然后将一定配比的母粒与PP通过注射机注塑成样条,研究了LGF用量及相容剂、增韧剂的添加对PP/LGF复合材料力学性能的影响。结果表明:当LGF用量为35%左右时,PP/LGF复合材料的力学性能达到最佳,较之纯PP显著提升。相容剂的加入改善了PP/LGF复合材料的力学性能,并且提高了LGF和PP之间的黏结力。增韧剂的加入使得复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量呈现下降的趋势,冲击强度则随增韧剂用量的增加逐渐提升。     

连续碳纤维增强聚丙烯性能研究

根据聚丙烯/碳纤维(PP/CF)复合材料的发展趋势,从聚丙烯的聚合方式、碳纤维含量、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)含量以及聚烯烃弹性体(POE)含量4个方面对PP/CF复合材料冲击强度、弯曲模量、拉伸强度和弯曲强度进行研究。结果表明:PP-g-MAH的加入不仅可以增强PP/CF复合材料的韧性,同时还保持了PP/CF复合材料的刚性。     

相容剂的添加量对玻纤增强聚丙烯性能的影响

相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)作为聚丙烯和玻璃纤维的桥梁,可极大的改善玻璃纤维和聚丙烯的相容性和分散性,提高玻纤增强聚丙烯的性能。本文论述了相容剂添加量对玻纤增强聚丙烯性能的影响,主要研究熔融指数,拉伸强度,弯曲强度,弯曲模量和缺口冲击强度,并分析了各项性能与相容剂添加量的关系。结果表明,相容剂的加入能够提升玻纤增强聚丙烯的综合性能。