大分子相容剂改性纳米CaCO3 / PP复合材料的非等温结晶行为

熔融混炼制备了4 种大分子相容剂改性的纳米CaCO₃ / PP 复合材料, 用DSC 和WXRD 研究了复合材料中PP 的结晶与熔融行为。结果表明, 纳米CaCO₃对PP 结晶存在异相成核作用, 并诱导PP 形成β晶。相容剂丙烯酸接枝聚丙烯( PP-g-AA) 和马来酸酐接枝聚丙烯( PP-g-MA) 也存在异相成核作用, 提高PP 结晶温度。PP-g-AA、PP-g-MA 和马来酸酐接枝乙烯2辛烯共聚物(POE-g-MA) 与纳米CaCO₃存在异相成核协同作用, 进一步提高PP 的结晶和熔融温度, PP-g-MA 和POE-g-MA 还促使纳米CaCO₃诱导PP 生成β晶。但马来酸酐接枝乙烯2醋酸乙烯酯共聚物( EVA-g-MA) 则阻碍纳米CaCO₃对PP 的异相成核作用。实验结果表明纳米CaCO₃ / PP 复合材料中PP 结晶的异相成核作用与纳米CaCO₃ / PP 界面的相互作用有关, 而纳米CaCO₃ / PP 界面的相互作用与相容剂的结构有关。      

纳米CaCO3／PP／PS复合材料的结晶与熔融行为

熔融方法制备了纳米CaCO3／PP／PS复合材料，DSC研究了PP／PS、增容PP／PS共混物及其纳米CaCO3填充共混物的结晶与熔融行为。研究结果表明加入PS对PP结晶行为影响不大，但导致PP熔点下降，熔融峰从单峰变为双峰。纳米CaCO3和增容剂对PP／PS共混物中PP结晶存在异相成核作用，提高PP结晶温度和熔点，PP—g—MA和PP—g—AA的异相成核作用比CaCO3的大。PP—g—MA增容的PP／PS共混物和CaCO3填充共混物有利于PP形成β晶，但CaCO3填充共混物、PP—g—AA的增容PP／PS共混物和CaCO3填充共混物无β晶形成。     

滑石粉填充间规聚苯乙烯结晶行为与晶型

用熔融挤出方法制备了滑石粉(Talc)填充间规聚苯乙烯(Talc/sPS)和苯乙烯(St)/丙烯酸(AA)或St/马来酸酐(MA)双单体接枝改性Talc的Talc/sPS复合材料,用DSC和WAXD研究了Talc/sPS和改性Talc/sPS复合材料的结晶与熔融行为、晶型。结果表明,Talc对sPS结晶存在异相成核作用,提高sPS熔体结晶温度。熔融温度提高,sPS结晶温度降低,sPS结晶温度与熔融温度的依赖性为:sPS>Talc/sPS>Talc-AA-PS/sPS>Talc-MA-PS/sPS。Talc/sPS复合材料的熔融行为和晶型不仅与熔融温度有关,也与Talc表面处理有关。双单体接枝改性的Talc填充sPS有利于形成β晶。     

马来酸酐混合单体改性PP/PS共混物的结晶与动态力学性能

用熔融法制备了马来酸酐（MAH）及其与苯乙烯（St）混合单体改性PP／PS共混物,以及MAH、St改性聚丙烯（原住形成PP／PS共混物）。用DSC、DMA和FT—IR研究了改性共混物的结晶与熔融行为、动态力学性能和接枝产物。结果表明,MAH加入对PP／PS共混物中PP的结晶温度影响不大,但其与St混合单体对共混物中PP的结晶温度影响明显,原位生成PP／PS的结晶温度也有较大提高。改性对共混物中PP的熔融温度影响不大,但熔融峰形变化明显。改性PP／PS共混物具有高的E′和E″强度。     

纳米CaCO3/PP的等温结晶动力学

熔融制备了纳米CaCO3／PP复合材料,用DSC研究了纳米CaCO3用量、制备方法、粒径和结晶温度对PP等温结晶行为的影响。并用Avrami方程分析了CaCO3／PP复合材料的结晶动力学。结果表明,纳米CaCO3时PP有异相成核作用,随纳米CaCO3用量增加,结晶加快。随结晶温度提高,结晶时间延长。Avrami指数n在2．0～2．6．纳米CaCO3加入对PP的成核与生长机理影响不大。     

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。     

纳米TiO2、钠米ZnO对聚丙烯抗紫外光老化及结晶性能的影响

借助DSC、FT-IR、DMA现代分析表征技术，首次以马来酸酐接枝聚雨烯作为聚丙烯／纳米TiO2或纳米ZnO复合材料的相容剂和相分散剂，系统研究了它们对聚丙烯的耐紫外光老化性能的影响．同时，探讨了纳米TiO2和纳米ZnO对聚丙烯的结晶成核作用。研究结果表明．纳米TiO2、纳米ZnO的加入使PP的β-晶型熔融峰消失．对聚丙烯结晶有明显的成核促进作用；随着紫外光老化时间的延长，PP熔融峰高度下降，峰宽和熔融温度基本不变．1750cm^-1处的峰面积增加幅度减小；纳米TiOz和纳米ZnO可以减缓PP在紫外光照射下的降解速度，提高PP对外界能量的耗散作用；PP纳米复合材料的损耗模量明显增大，阻尼因子（即tanδ）在添加PP—g—MAH后峰值也明显下降。     

纳米TiO2、纳米ZnO对聚丙烯抗紫外光老化及结晶性能的影响

借助DSC、FT-IR、DM A现代分析表征技术,首次以马来酸酐接枝聚丙烯作为聚丙烯/纳米T iO2或纳米ZnO复合材料的相容剂和相分散剂,系统研究了它们对聚丙烯的耐紫外光老化性能的影响,同时,探讨了纳米T iO2和纳米ZnO对聚丙烯的结晶成核作用。研究结果表明,纳米T iO2、纳米ZnO的加入使PP的β-晶型熔融峰消失,对聚丙烯结晶有明显的成核促进作用;随着紫外光老化时间的延长,PP熔融峰高度下降,峰宽和熔融温度基本不变,1750 cm-1处的峰面积增加幅度减小;纳米T iO2和纳米ZnO可以减缓PP在紫外光照射下的降解速度,提高PP对外界能量的耗散作用;PP纳米复合材料的损耗模量明显增大,阻尼因子(即tanδ)在添加PP-g-M AH后峰值也明显下降。     

双粒度分布碳酸钙对聚丙烯/碳酸钙非等温结晶动力学的影响

将纳米/微米CaCO3按照不同比例混合,并以10%(质量分数)的填充量与聚丙烯(PP)熔融共混制备了CaCO3/PP复合材料。采用广角X射线衍射仪和差示扫描量热分析研究了各样品的PP结晶形态及非等温结晶动力学。结果表明,CaCO3粒子能够诱导β晶产生,且NCP2(纳米/微米CaCO3的质量比为1∶4)中β晶的含量达到最高值1.21%;NCP2的非等温结晶动力学参数和半结晶时间在冷却速率Ф<15℃/min时相比单粒度分布CaCO3填充改性PP分别升高和降低;同一组份样品,随着结晶度增加,F(T)增加;相同结晶度下,NCP2的F(T)值最小;Kissinger法计算出PP及NCP2的结晶活化能分别为205.81 kJ/mol,201.01 kJ/mol。     

AA改性纳米CaCO3/聚丙烯的力学性能

用熔融挤出法制备了丙烯酸(AA)改性纳米CaCO3／PP母料及复合材料，系统研究了两种粒径的纳米CaCO3、单体AA和引发剂DCP的用量，以及制备母料的不同基体对纳米CaCO3／PP复合材料力学性能的影响。结果表明纳米CaCO3／PP复合材料的力学性能高于微米CaCO3／PP复合材料，纳米CaCO3对PP有增强增韧作用。在制备母料过程中加入AA，有助于进一步提高纳米CaCO3／PP复合材料的力学性能。加入少量DCP也有利于提高复合材料的力学性能。制备母料的基体为粉状PP的力学性能高于粒状PP。     

扫描隧道显微镜对纳米碳酸钙的研究

由于扫描隧道显微镜(STM)具有原子级分辨率,因而是迄今为止观察微米和更小尺度上表面三维形貌极其有效的工具.利用STM可以直接观察纳米碳酸钙的表面形貌、粒径大小、晶形、分散性以及纳米碳酸钙的隧道谱.分析了纳米碳酸钙的量子效应和宏观量子隧道效应.     

棒状纳米碳酸钙的制备

以无水三氯化铝(AlCl3)和乙二胺四乙酸(EDTA)为晶形控制剂和分散剂,采用碳化法制备了短径为40nm左右的棒状纳米碳酸钙,考察了AlCl3用量对产品形貌及产品性能(吸油值、沉降体积和活化度)的影响。结果表明,当AlCl3用量为1.5%时,所得的产品吸油值最低,为72mL/100g;当AlCl3用量为2.0%时,所得产品沉降体积最大,达4.04mL/g;当AlCl3用量低于1.5%时,活化度随AlCl3用量的增加变化较小,而当AlCl3用量大于1.5%时,活化度随AlCl3用量的增加而明显降低。扫描电镜和X射线衍射仪显示,产品为方解石型棒状纳米碳酸钙。     

纳米碳酸钙湿式复合改性工艺探索

本文采用硬脂酸钠与水溶性磷铝酸脂对纳米碳酸钙进行湿式复合包覆 ,以改善纳米碳酸钙的表面性能。实验结果表明 :采用固含率为 18% (w v)的纳米碳酸钙悬浮液为原料 ,当硬脂酸钠与水溶性磷铝酸脂的加入量均为 3 0g 10 0gCaCO3 ,在 70℃处理 2 0min后 ,纳米碳酸钙的吸油值可降至 67ml 10 0g ,而活化度增至 98%。复合改性后碳酸钙在四氯化碳介质中的分散性得到明显改善 ,其团聚粒径由 3 5 0～ 5 5 0 μm降至 15 0 μm以下     

纳米碳酸钙表面原位聚合包覆

通过超重力场制备了纳米碳酸钙,对纳米碳酸钙进行超声波分散,然后进行原位乳液聚合,采用分步聚合的方式,在纳米碳酸钙表面包覆了丙烯酸酯类共聚物,制得了纳米碳酸钙表面原位聚合包覆产物.采用TEM、DSC、TGA和表面电子能谱(ESCA)对纳米碳酸钙表面原位聚合包覆产物进行了表征.结果表明:制备的纳米碳酸钙粒子粒径在20nm左右,通过原位乳液聚合包覆后,粒径在40～80nm,包覆后的纳米碳酸钙复合粒子表面几乎不含Ca元素,表明纳米碳酸钙被良好包覆,并形成了以纳米碳酸钙为核、PBA为中间层、MMA和EA,St共聚物为壳的三层结构有机-无机纳米复合粒子.     

纳米CaCO3复合微粒的制备以及在PVC塑料中的应用

将甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)双单体在纳米碳酸钙粒子存在下的水相悬浮液中进行无皂乳液聚合,制备纳米碳酸钙聚合物复合微粒,研究了纳米碳酸钙复合微粒的加入对PVC复合材料结构形态与性能的影响,用透射电子显微镜(TEM)以及扫描电子显微镜(SEM)观察了纳米CaCO3复合微粒/PVC复合材料的微观结构及断面形态.研究结果表明:双单体无皂乳液聚合方法是一种很好的纳米碳酸钙表面改性方法,当单体的配比和种类适当时,复合微粒对PVC可同时起到增强和增韧的作用,纳米碳酸钙复合微粒与基体的牢固结合以及大量的拉丝状结构是复合微粒对PVC增强增韧的关键因素.     

纳米CaCO3/SBR复合改性沥青及混合料的高温性能

为改善SBR改性沥青的高温性能,选取纳米CaCO3作为改性剂,制备纳米CaCO3/SBR复合改性沥青。通过室内试验,评价了纳米CaCO3/SBR复合改性沥青及混合料的高温性能。结果表明:随着纳米CaCO3掺量的增加,纳米复合改性沥青的软化点、当量软化点、135℃运动粘度明显增大,延度则呈现先上升后下降的趋势;原样及老化状态下,纳米CaCO3/SBR复合改性沥青的车辙因子均远远高于SBR改性沥青;与SBR改性沥青混合料相比,纳米CaCO3/SBR复合改性沥青混合料的动稳定度提高了38.2%,流变次数Fn、流变时间Ft分别提高了34.5%、63.2%,破坏弯拉应变虽稍有下降,但仍能满足夏炎冬寒地区的要求。因此,采用纳米CaCO3改善SBR改性沥青的高温性能是可行的。     

纳米碳酸钙粉末橡胶复合粒子增强增韧聚氯乙烯

以纳米CaCO₃浆料和丁苯胶乳、 羧基丁苯胶乳、 丁腈胶乳为原料, 采用共凝聚法分别制备了三种纳米CaCO₃-粉末橡胶复合粒子, 并制备了三种纳米CaCO₃-粉末橡胶/聚氯乙烯(PVC)复合材料, 系统研究了复合粒子含量对PVC力学性能的影响, 并探讨了复合粒子的增强增韧机制。结果表明: 复合粒子在PVC树脂中分散均匀, 复合粒子中的纳米CaCO₃粒子以"裸露态"和橡胶"包裹态"两种形式存在于PVC基体中; 三种复合粒子均能显著提高PVC的缺口冲击强度, 纳米CaCO₃-粉末丁腈橡胶(CaCO₃-NBR)能同时起到增强增韧的效果, 而纳米CaCO₃-粉末丁苯橡胶(CaCO₃-SBR)在提高缺口冲击强度的同时也损失了PVC原有的刚性, 使其弯曲模量和拉伸强度大幅度降低, 纳米CaCO₃-粉末羧基丁苯橡胶(CaCO₃-X-SBR)的改性效果鉴于前两者之间; 复合粒子与PVC基体的相容性是影响复合粒子增强增韧改性效果的决定性因素, 相容性好的复合粒子能同时起到增强增韧的效果。     

基于纳米碳酸钙涂布型防滑纸的制备与性能评价

目的制备基于纳米CaCO_3的涂布型防滑纸,并对其性能进行研究。方法首先采用硬脂酸钠对纳米CaCO_3进行有机化改性,然后将水性聚氨酯、甘油和改性后的纳米CaCO_3充分共混,冷却后均匀涂布于纸张表面。采用红外光谱对纳米CaCO_3进行表征,并对涂料粘度和涂布纸的静摩擦因数进行测定。结果通过红外光谱分析可知,硬脂酸钠与纳米CaCO_3得到有效结合。通过单因素试验确定了制备防滑纸的最佳工艺条件,即纳米CaCO_3的质量分数为4%、甘油的质量分数为2%、干燥温度为70℃,在此工艺条件下纸张的静摩擦因数可达到0.835,最大倾斜角为39.86°。结论制备的纳米CaCO_3涂布型防滑纸不仅摩擦性能良好,而且力学性能较佳,可用于制备运输包装用防滑衬垫和防滑托盘。