纳米二氧化硅增强增韧膨胀型阻燃共聚聚丙烯性能的研究

研究了纳米二氧化硅(nano-SiO2)对含聚烯烃弹性体(POE)的共聚PP增强增韧阻燃复合材料的力学性能和阻燃性能的影响规律。结果表明,少量nano-SiO2即可提高聚丙烯/膨胀型阻燃剂/聚烯烃弹性体(PP/IFR/POE)复合材料的缺口冲击强度,并提高复合材料的拉伸强度与断裂伸长率。但是,当nano-SiO2含量超过2%后,复合材料的冲击强度有下降趋势。PP/IFR/POE/nano-SiO2复合材料的极限氧指数(LOI)值在nano-SiO2含量为2%时达到最大值。相比于未加入nano-SiO2的复合材料,添加了nano-SiO2的复合材料的热稳定性有明显提升。此外,PP/IFR/POE/nano-SiO2复合材料还具有较好的流动性。     

SBS和纳米SiO2协同增韧增强PP复合材料的研究

将热塑性弹性体苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)及纳米Si O2同时添加到聚丙烯(PP)中,以期在熔融共混过程中发挥SBS与纳米Si O2的协同增强增韧作用,达到有效改善PP综合性能的目的。用硬脂酸(SA)对纳米Si O2粒子表面进行功能化包覆改性,再经熔融共混技术制备了PP/SBS/纳米Si O2复合材料,研究了纳米Si O2表面处理效果及其用量对复合材料力学性能、流变性能及热性能的影响。力学性能研究结果表明,纳米Si O2与SBS对PP具有明显的协同增强增韧作用。当纳米Si O2质量分数为3.84%时,PP/SBS/纳米Si O2复合材料的综合性能最佳,其拉伸强度、断裂强度和拉伸弹性模量分别为37.4,23.8,129.9 MPa,室温(25℃)断裂强度比纯PP提高了100%;其室温和–20℃下缺口冲击强度分别较纯PP提高了51.5%和66.7%。微观形貌分析表明,熔融共混过程中,纳米Si O2均匀分散于PP基体中,复合材料基体在室温冲击下发生明显塑性变形,导致其冲击韧性明显高于低温冲击韧性。与纯PP相比,PP/SBS/纳米Si O2复合材料的流动性增大,耐热变形性能提高。     

PP/POE/CaCO3复合材料的性能研究

采用熔融共混工艺制备了聚丙烯/聚烯烃弹性体/碳酸钙(PP/POE/CaCO3)复合材料,研究了POE及CaCO3用量对复合材料力学性能、流变性能及热性能的影响。结果表明:随着POE含量的增加,复合材料的冲击强度显著增大,当POE含量为12%时,冲击强度较纯PP增加233%;同时拉伸强度随POE含量的增加缓慢下降。随着CaCO3含量增加,冲击强度先增加后缓慢下降。     

PP/POE/nano-SiO_2复合材料反应性增容的研究

采用反应性增容的方法,通过熔融共混制备聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物/纳米二氧化硅(PP/POE/nano-SiO2)三元复合材料。研究了加入反应性增容剂聚丙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝物(PP-g-GMA)后复合材料的力学性能、结晶性能及加工性能。结果表明:PP-g-GMA与氨基化改性纳米二氧化硅(NH2-SiO2)发生开环反应,能够增强基体树脂PP与nano-SiO2的界面作用和相容性,使nano-SiO2均匀分散于PP中,有助于PP的异相成核。当PP/PP-g-GMA/POE/NH2-SiO2质量比为70/10/20/2时,冲击强度达到52.9 kJ/m2,弯曲强度达到53.24 MPa;与纯PP和PP/POE(80/20)相比,力学性能得到了明显的提高,球晶尺寸明显减小。     

聚丙烯/n-SiO2复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混法制备了PP/纳米SiO2复合材料,并通过力学性能测试、DSC分析以及材料断面形貌分析等手段,对增强增韧效果进行了研究。结果表明,加入纳米SiO2能提高了PP的结晶速率,使结晶度增大。当纳米SiO2的质量分数为2%时可使PP/nSiO2复合材料的缺口冲击强度提高2倍,拉伸强度稍微下降。     

正交设计优化纳米SiO2/POE/PP体系配方

纳米二氧化硅(nano-SiO2)经表面处理后,与聚烯烃弹性体(POE)和聚丙烯(PP)进行共混,制得nano-SiO2/POE/PP复合材料。利用正交设计法研究该体系的最合适配方,得到拉伸屈服强度、冲击强度、收缩率和成型周期综合最佳的方案。结果表明,采用质量比PP:POE=70:30,nano-SiO2添加量为7 phr的方案,复合材料在评估的各方面取得最佳平衡。     

无机粒子填充PP/POE共混物的制备及其性能研究

采用层状高岭土(kaolin)、粒状碳酸钙(CaCO_3)及棒状凹凸棒土(ATP)3种不同结构的无机粒子分别对聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物(PP/POE)共混物进行填充改性制备PP/POE/无机粒子复合材料,并采用万能拉伸试验机、冲击试验机、熔体流动速率仪及扫描电子显微镜对所制备的复合材料进行力学性能、加工性能及微观形貌分析。结果表明,当ATP含量为2.5%(质量分数,下同)时,PP/POE/ATP复合材料的拉伸强度达最大值29.1 MPa;当CaCO_3含量为2.5%时,PP/POE/CaCO3复合材料的缺口冲击强度达最大值14.0kJ/m~2;粒状CaCO_3的"滚珠效应"使得PP/POE共混物的加工性能得以改善。     

HDPE/POE协同增韧改性聚丙烯

研究了HDPE与POE协同增韧改性高结晶共聚聚丙烯(HCPP)。通过力学性能、热性能、和微观形貌分析,揭示了协同增韧的机制。在PP/POE体系中,随着HDPE的加入,一部分分散在PP基体中,另一部分进入POE分散相中。分散在PP基体中的部分,促使PP基体的结晶温度和结晶焓明显下降,分别从未添加HDPE时的127.96℃和88.12J/g,下降至添加质量分数为9%的HDPE时的127.10℃和73.30J/g。而进入POE分散相中的部分,一方面使体系的增韧组分体积分数得到提高,增韧粒子间距缩小,吸收银纹能力增强;另一方面以HDPE为心的POE颗粒受冲击形变时能吸收更多的能量。这几方面因素综合起来共同促成材料韧性的提高,并且在增韧组分含量相同时,HDPE/POE体系比纯POE体系具有更高的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量。     

废胶粉填充改性PP复合材料

采用熔融挤出共混的方法,选用三种废胶粉填充聚丙烯(PP),制备了PP/废胶粉复合材料,研究了废胶粉质量分数对复合材料力学性能的影响.结果表明:废旧三元乙丙橡胶粉可明显提高复合材料冲击强度和拉伸断裂应变,当其质量分数为60%时,简支梁缺口冲击强度可提高33%,拉伸断裂应变增大了26%,有显著的增韧效果:废旧杂胶粉的加入使...     

PP/Nano-SiO_2复合材料的制备及性能研究

通过熔融共混法制备了聚丙烯/纳米二氧化硅(PP/nano-SiO2)复合材料,并研究了该复合材料的力学性能、热性能和动态流变性能。结果表明:当nano-SiO2用量不大于2%时,随着其用量的增加,复合材料的拉伸强度和冲击强度均呈先升后降趋势,但都高于纯PP的拉伸强度和冲击强度;复合材料的分解温度高于纯PP;复合材料熔体呈现剪切变稀现象,具有假塑性流体的特征,且随着nano-SiO2用量的增加,复合材料的复数黏度、储能模量、损耗模量均逐渐提高,但在低频区和高频区的变化幅度不同。     

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备及其性能

以聚丙烯(PP)粒料为原料,玻璃纤维(GF)为增强剂,乙烯-1-辛烯共聚物(POE)为增韧剂,马来酸酐接枝POE(POE-g-MA)为增容剂,采用双螺杆挤出机制备PP/POE/GF复合材料,并分析了复合材料的力学性能。结果表明：POE与PP存在一定相容性,能显著提高复合材料的冲击强度;加入GF,受到弹性POE的削弱作用,GF使复合材料的拉伸强度有一定幅度的提升,冲击强度下降;加入增容剂POE-g-MA,GF与PP/POE间的界面相容性显著改善,复合材料的冲击强度和拉伸强度都得到提升。最优的复合材料组成：PP与POE用量分别为100,25 phr,GF质量分数约为27.9%,POE-g-MA含量为10 phr。与纯PP相比,此条件下制备的复合材料冲击强度提高49%,拉伸强度提高17%。     

高流动高模量高抗冲聚丙烯复合材料的制备及性能研究

研究了弹性体（POE）、滑石粉(talc)、乙撑双硬脂酰胺（EBS）的含量对高流动、高模量、高抗冲聚丙烯（PP）复合材料的力学性能、熔体流动速率、结晶温度、热稳定性以及微观断面结构的影响。结果表明,需要25份POE才能使高流动性共聚PP发生完全脆韧转变;通过熔融共混制备PP、POE、talc复合材料（PP/POE/talc）,当复合材料的质量份数比为80∶20∶40时,制得的PP/POE/talc复合材料的熔体流动速率为22.9 g/10 min、弯曲模量为1 887.7 MPa、缺口冲击强度为31.2 kJ/m2;对比纯PP,其弯曲模量提高了102.2 %,缺口冲击强度提高了217.8 %,弯曲强度提高了2.6 %,拉伸强度降低了15.1 %;添加1份EBS能够同时提高PP/POE/talc复合材料的熔体流动速率与缺口冲击强度。     

聚丙烯接枝马来酸酐增容聚氨酯/聚丙烯复合体系

采用热塑性聚氨酯(TPU)对聚丙烯(PP)进行增韧改性,选取TPU/PP质量分数比10/90的配方添加聚丙烯接枝马来酸酐(MAH-g-PP)进行增容改性。通过拉伸测试、冲击测试表征力学性能,差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射(WAXD)表征结晶性能,动态流变测试表征TPU和PP的相容性。结果显示,TPU对PP有明显的增韧作用,TPU质量分数25%时,冲击强度达到6 610.9 J/m²,较纯PP提高了1.66倍,MAH-g-PP增容后,TPU/PP复合材料的冲击强度继续提高,MAH-g-PP质量分数0.6%时,冲击强度达到7 693.1 J/m²。TPU和PP共混促进了PP β晶型的形成,使结晶度下降,结晶温度升高,MAH-g-PP增容使TPU/PP复合材料结晶度和结晶温度都提高,2.4%MAH-g-PP增容TPU/PP(10/90)的复合材料结晶温度、结晶度和半结晶时间分别达到123.7℃、38.9%及0.31 min,同时,体系中的β晶型消失。     

PP/POE-g-GMA/纳米SiO2复合材料性能研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE/纳米二氧化硅(PP/POE-g-GMA/纳米SiO2)复合材料,研究了材料的力学性能、动态力学性能与结晶性能.结果表明:5%的POE-g-GMA和3%的氨基功能化纳米SiO2(SiO2-g-NH2)具有明显的协同增韧效应,冲击强度提高157%,使PP出现较大的低温损耗模量峰和内耗峰;POE-g-GMA和纳米SiO2对PP的结晶均有促进作用,SiO2-g-NH2的异相成核作用更明显;POE-g-GMA能诱导PPβ晶的形成,添加纳米SiO2使β晶含量降低.     

β成核剂和纳米SiO_2复合改性PP/POE复合材料研究

研究了纳米SiO2和β成核剂对PP/POE复合材料力学性能的影响,并用广角X射线衍射仪(WAXD)对其进行了表征。结果表明:纳米SiO2的加料方式影响PP/POE复合材料的力学性能,先将PP和纳米SiO2共混挤出,再与POE共混制备得到的复合材料冲击强度最高。当纳米SiO2含量为4%时,PP/POE/纳米SiO2复合材料的综合力学性能最好。在PP/POE/纳米SiO2复合体系中的加入β成核剂后,复合材料的拉伸强度和弯曲强度下降,而韧性进一步提高,当β成核剂含量为0.4%时,复合材料的缺口冲击强度和断裂伸长率达到最大值,拉伸强度也明显提高。XRD表明,β成核剂在纳米SiO2改性PP/POE复合体系中能显著诱导β晶的生成。     

POE和成核剂协同增韧聚丙烯的研究

研究了乙烯-辛烯共聚物(POE)和β-成核剂TMB-5协同增韧聚丙烯(PP)的作用效果,通过对比相同比例的PP/POE和PP/POE/TMB-5共混物对熔体流动性、拉伸屈服强度和低温下缺口、无缺口冲击强度的影响,发现加入成核剂TMB-5确实能够协同POE增韧PP,使低温下的缺口冲击强度显著提高;SEM研究表明,POE以约2μm平均球径均匀地分散在PP连续相中;DSC和WAXD研究表明,TMB-5能够使PP的部分α晶型转变为β晶型,从而协助POE增韧PP。     

凹凸棒石/弹性体协同改性无规共聚聚丙烯性能

以无规共聚聚丙烯(PP–R)为基料,采用纳米凹凸棒石(APT)和聚烯烃弹性体(POE)协同改性,通过熔融共混法制备出PP–R/POE/APT三元复合材料,研究了APT和POE对PP–R材料的协同改性效果。升温淋洗分级检测结果表明,单纯添加弹性体POE对PP–R进行改性,增加了室温下可溶物的含量,让PP–R复合材料中的分子链分布更加均匀,进而能够增强PP–R材料在室温下的抗冲击性能。结晶性能测试结果表明,APT与弹性体POE协同改性效果比单纯添加弹性体POE的效果明显;添加了2% APT纳米粒子和20% POE弹性体组合后,提高了材料的熔融温度与结晶温度,同时细化了PP–R中的α晶型,有利于提高材料的韧性。     

高模量高抗冲聚丙烯复合材料的制备及性能研究

通过熔融共混法研究了乙烯-辛烯共聚物(POE)、滑石粉和高密度聚乙烯(PE-HD)的含量对高模量、高抗冲聚丙烯(PP)复合材料力学性能、结晶行为、热分解行为以及相态的影响。结果表明,PP与POE的黏度比越小,PP/POE复合材料的韧性越好;当PP/POE/滑石粉/PE-HD复合材料的质量比为13/4/12/3时,综合力学性能最佳;相比纯PP,复合材料的弯曲模量提高了60.1%,缺口冲击强度提高了435.9%,拉伸强度和弯曲强度分别降低了27.4%和17.4%;PE-HD能够增强PP与POE的界面相互作用,提高复合材料的韧性;加入滑石粉和PE-HD均可提高复合材料的起始分解温度以及最大热失重速率温度,提高了复合材料的热稳定性。     

无水硫酸钙晶须对PP复合材料的熔融结晶和力学性能的影响

制备了无水硫酸钙晶须(ACSW)填充聚丙烯(PP)复合材料,通过差示扫描量热仪、X射线衍射仪、偏光显微镜、力学性能测试等手段研究了ACSW对PP复合材料的熔融结晶和力学性能的影响。结果表明,ACSW的加入会细化聚丙烯的晶粒,质量分数低于20%的ACSW提高了PP的结晶温度、熔融温度和结晶速率,降低复合材料的拉伸强度;质量分数大于20%的ACSW能提高PP复合材料β晶成核效率和PP的结晶速率,降低复合材料的拉伸强度。当ACSW质量分数为25%时,复合材料的缺口冲击强度较纯PP增加了66%。随着ACSW的含量的增加,复合材料的弯曲强度先增加后降低,并在ACSW质量分数为10%时达到了最大值。     

新型叶片密炼机对PP/MWNT纳米复合材料性能的影响

利用基于体积拉伸流变的叶片密炼机制备聚丙烯(PP)/多壁碳纳米管(MWNT)纳米复合材料,探究体积拉伸流场下,PP/MWNT复合材料中碳纳米管的质量分数以及叶片转子轴转速对复合材料力学性能和热稳定性以及结晶的影响。结果表明,体积拉伸流场作用下,拉伸强度和拉伸模量随MWNT质量分数的增加呈先增大后减小的趋势,随叶片转子轴转速的升高而增大;冲击强度随MWNT质量分数的增加先增加后急剧减小,在MWNT质量分数为1%左右达到最大值;复合材料的冲击强度随叶片转子轴转速升高有所提高;MWNT的加入可以提高PP/MWNT复合材料的热稳定性和结晶峰温,且均随MWNT质量分数以及叶片转子轴转速的提高而提高。