纳米SiO_2和PP-g-MAH对玻纤增强PP复合材料性能的影响

纤维和树脂之间的界面结合强度是决定复合材料性能的关键因素。通过实验研究在玻璃纤维表面涂覆经硅烷偶联剂KH550表面处理的纳米SiO_2以及在PP基体中加入PP-g-MAH对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的界面结合强度和力学性能的影响。结果表明,纳米SiO_2经KH550表面处理后可以降低其表面能,有利于其在纤维表面分散吸附;纤维表面涂覆纳米SiO_2及在PP中加入PP-g-MAH,有利于增强纤维和树脂之间的界面结合强度,复合材料的层间剪切强度提升了116.06%,拉伸强度提升了109.14%,弯曲强度提升了99.85%。     

PP/核桃壳粉复合材料的制备与性能研究

以核桃壳粉(WSP)为填料,采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/WSP复合材料。研究了聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)界面相容剂、三元乙丙橡胶(EPDM)弹性体等对PP/WSP复合材料力学性能和热稳定性的影响。结果表明:PP-g-MAH界面相容剂能够改善WSP与PP的界面相容性,增强界面黏结强度,提高复合材料的力学性能,添加7%的PP-g-MAH可以使WSP用量为50%的PP/WSP复合材料的拉伸强度提高49.5%,弯曲强度提高52.9%;而添加EPDM弹性体的PP/WSP复合材料的韧性显著改善。WSP对聚合物基体的热稳定性有一定促进作用。     

PP-g-MAH/改性高岭土复合材料的制备与性能

利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)对高岭土(kaolin)进行表面改性,制备了改性kaolin(M-kaolin),然后将聚丙烯(PP)接枝上顺丁烯二酸酐(MAH),制备了PP-g-MAH,将两者经过熔融共混制备了PP-gMAH/M-kaolin复合材料,研究了M-kaolin添加量对复合材料力学性能和热稳定性的影响。结果表明,当M-kaolin粒子质量分数为1%时,PP-g-MAH/M-kaolin复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,与纯PP相比分别提高了10.4%和122%;当M-kaolin粒子质量分数为2%时,复合材料的缺口冲击强度达到最大值,较纯PP提高了96.5%,且热稳定性最好。这表明kaolin粒子经KH550改性且PP经MAH接枝后,PP与kaolin相容性得到优化,从而使复合材料的强度和韧性都得到了提高。     

聚丙烯/短切碳纤维复合材料的界面相容性与力学性能的研究

环氧树脂上浆的市售碳纤维(CF)与聚丙烯(PP)相容性较差,影响PP/CF复合材料的性能。通过上浆与无上浆的T700短切CF制备PP/CF复合材料,以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)作为相容剂与PP/CF制备PP/CF/PP-g-MAH复合材料。研究含有不同上浆剂的CF对复合材料的界面相容性和力学性能的影响。结果表明:中复神鹰上浆剂使复合材料相容性提升,结晶度下降,冲击强度提高;添加PP-g-MAH后,上浆剂与其相容性良好,提高复合材料的界面结合性、拉伸强度与冲击强度。东丽上浆剂对复合材料的结晶度无明显影响,但提高复合材料的冲击强度;添加PP-g-MAH后,上浆剂与其相容性较差,较无上浆复合材料,上浆复合材料界面结合性降低,导致拉伸强度与冲击强度略微下降。     

增容改性对PP/废PCB粉复合材料力学性能的影响

以废印刷电路板(PCB)粉对聚丙烯(PP)进行填充改性,采用熔融共混法制备了PP基复合材料。通过力学性能测试研究了硅烷偶联剂KH-550、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)两种改性剂的引入对PP/废PCB粉复合材料力学性能的影响,并用扫描电镜(SEM)观察了复合材料的冲击断面形貌。结果表明:KH-550和PPg-MAH均能有效改善PP/废PCB粉复合体系的界面黏结效果,二者的最佳用量分别为2%和4%,其中PP-gMAH对复合材料的改性效果优于KH-550。引入了PP-g-MAH的复合材料,其拉伸和弯曲强度最高可比未改性复合材料分别提升52.2%和31.2%,同时材料的冲击强度亦保持了较高值。     

动态固化聚丙烯／马来酸酐接枝聚丙烯／滑石粉／环氧树脂复合材料研究

将动态硫化技术应用于热塑性树脂／填料／热固性树脂复合体系，制备了动态固化聚丙烯(PP)／马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)/滑石粉(Talc)／环氧树脂(EP)复合材料。研究了动态固化PP／PP-g-MAH/Talc／EP复合材料的界面作用、形态结构、力学性能以及热稳定性。实验结果表明：PP／PP-g—MAH的加入，可明显增加PP/Talc复合材料的界面作用。在动态固化PP／PP-g-MAH/Talc／EP复合材料中，PP和Talc两相界面更加模糊，动态固化EP进一步增加了PP和Talc间的界面作用。当EP的用量超过5份时，部分EP呈颗粒状分布在PP基体中。与PP／PP-g-MAH/Talc／EP和PP／PP-MAH-Talc／EP复合材料相比，动态固化PP／PP-g-MAH/Talc／EP复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲模量均有明显提高。当EP用量超过5份时，复合材料的冲击强度和断裂伸长率明显降低，但拉伸强度和弯曲模量继续增加。热分析表明动态固化PP／PP-g-MAH/Talc／EP复合材料具有较高的热稳定性。     

熔融浸渍及界面结合对连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料性能的影响

熔融浸渍技术一直是制备连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的主流技术。然而,聚丙烯熔体流动性低、黏度高以及树脂与玻璃纤维相容性较差的问题限制了它的广泛应用。针对这些技术难题,一方面,采用负载了2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷的聚丙烯粒子(MB-CR PP)为断链剂,提高聚丙烯流动性;另一方面,使用相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)来改善连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的界面结合强度。结果表明,使用MB-CR PP能够降低聚丙烯分子量,大幅提高其流动性,可以使熔融树脂与玻璃纤维浸渍更加充分,并降低连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的孔隙率,从而在一定程度上改善复合材料的力学性能。当MB-CR PP在树脂体系中含量为0. 4%时,复合材料的力学性能达到最优。进一步提高其用量会明显降低聚丙烯的力学性能,从而导致复合材料力学性能下降。此外,当相容剂用量从0%增加到2. 5%时,复合材料的界面结合强度明显改善,力学性能也有较大提高,但进一步提高相容剂用量对复合材料力学性能的改善效果就不明显。     

玻璃纤维对聚乳酸力学性能的影响

采用熔融复合和模压成型工艺,分别制备玻璃纤维(GF)增强聚乳酸(PLA)复合材料及其经KH550表面改性的复合材料。通过扫描电镜观察和力学性能测试,系统研究玻璃纤维和KH550的用量对玻璃纤维改性聚乳酸复合材料的微观形貌、冲击、弯曲和拉伸强度的影响。结果表明含KH550的复合材料中玻璃纤维表面被聚乳酸基质包覆。当聚乳酸与玻璃纤维质量比为7∶3时,复合材料的冲击、弯曲和拉伸强度达到最大,分别为17.33 kJ/m2、96.23 kPa和75.24 kPa。与纯PLA的相比,分别增加8.31%、20.2%和25.4%。当复合体系中添加一定量(1.2%)KH550,体系的这些性能有所改善,分别达到18.52 kJ/m2、110.34 kPa和77.59 kPa。     

PP-g-MAH增容改性木粉/PP复合材料的性能研究

以马来酸酐接枝聚丙烯 (PP-g-MAH) 为相容剂,聚丙烯 (PP) 为基体,通过熔融共混法制备了木粉/PP复合材料。研究了 PP-g-MAH 用量对复合材料力学性能及吸水性能的影响; 采用扫描电镜 (SEM) 观察了复合体系的冲击断面形貌。结果表明: 当 PP-g-MAH 的质量分数为 4%时,可以提高添加 35 份木粉复合材料体系的拉伸强度及弯曲强度,比未添加相容剂的分别提高了 49.4%和 16%,而缺口冲击强度仅下降了 9%。SEM 观察证实: PP-g-MAH 的加入有利于提高木粉与 PP 基体的界面相互作用。从吸水率来看,木粉/PP 复合材料的吸水率保持在 0.22% 以下,远低于纯木材。     

PP-g-MAH对MCC/rPP复合材料性能的影响

以微晶纤维素(MCC)为填料、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)作界面相容剂和无规共聚聚丙烯(r PP)为基体,通过熔融共混法制备MCC/PP-g-MAH/r PP复合材料。研究了PP-g-MAH对MCC/PP-g-MAH/r PP力学性能、界面形貌、热稳定性和结晶动力学的影响。结果表明,PP-g-MAH提高了MCC和r PP的界面相容性。随着PP-g-MAH含量增加,MCC/PP-g-MAH/r PP的拉伸强度、拉伸模量均呈现先上升后下降的趋势,弯曲强度、弯曲模量呈现上升趋势。当PP-g-MAH含量为5%时,MCC/PP-g-MAH/r PP的力学性能最佳,拉伸强度为28. 46 MPa、弯曲强度为44. 22 MPa、冲击强度为0. 47 k J/m2分别比MCC/r PP拉伸强度(17. 80 MPa)、弯曲强度(28. 80 MPa)、冲击强度(0. 38 k J/m2)提升了60. 1%、53. 5%、23. 7%,r PP热分解温度提高了17℃而结晶温度下降。DMA结果表明,PP-g-MAH对MCC/PP-gMAH/r PP的玻璃化转变温度影响不明显,但是提高了储能模量和刚性。     

聚丙烯/蒙脱土熔融插层复合材料性能研究

选用几种不同型号蒙脱土(MMT),分别与聚丙烯(PP)进行熔融插层共混,制得PP/MMT复合材料。讨论了插层共混复合材料的力学性能、耐热性及流动性,同时考察了PP-g-MAH对复合体系相容性的影响。结果表明,MMT可使复合材料的拉伸强度提高7%,弯曲强度提高16%,而冲击强度则有所下降。PP-g-MAH作为MMT与PP的相容剂增容效果较为明显,偏光显微镜照片表明,MMT可使PP球晶尺寸明显减小,晶体结构更为致密。     

PB/红麻复合材料的力学性能研究

采用硅烷偶联剂KH550、丙烯酸丁酯(BA)对红麻进行表面改性,通过模压成型工艺制备了聚丁烯(PB)/红麻复合材料,探讨了KH550、PP-g-MAH、红麻-g-PBA以及红麻含量对PB/红麻复合材料力学性能的影响,并利用扫描电镜对复合材料的微观形貌进行观察。结果表明:采用PP-g-MAH处理的复合材料的界面结合最强,当红麻含量为20%时,其拉伸强度和弯曲强度最大,分别为24.08 MPa和29.32 MPa,与纯PB相比分别提高了25.94%和69.50%。     

PP-g-MA和UP增容PP/玻璃纤维复合材料性能的研究

以聚丙烯-马来酸酐接枝(物PP-g-MA)和不饱和聚(酯UP)作为界面相容剂,研究了界面相容剂对玻璃纤维增强PP复合材料力学性能及界面黏结的影响。结果表明:加入PP-g-MA或UP,玻璃纤维增强PP复合材料的力学性能明显提高,且UP的增容效果优于PP-g-MA。在玻璃纤维含量为40%时,PP/UP/GF复合材料的拉伸强度比未改性的复合材料的拉伸强度提高了150%,弯曲强度提高了132%,冲击强度提高了89%;扫描电镜照片表明:PP-g-MA和UP使被拔出玻璃纤维表面黏附了一层树脂,增强了PP与玻璃纤维之间的界面黏结作用;DSC测试表明:PP-g-MA和UP同时加入使复合材料熔融峰温度下降结,晶度增加。     

PP/生物质灰复合材料的制备与力学性能研究

采用熔融共混工艺制备了聚丙烯(PP)/生物质灰复合材料,考察了生物质灰用量、偶联剂处理和马来酸酐接枝PP增容剂(PP-g-MAH)对复合材料力学性能的影响.研究发现,生物质灰用量为20份时,复合材料的拉伸强度和冲击强度较纯PP的性能有所提高;偶联剂KH550用量为生物质灰用量的l%时效果较好;PP-g-MAH增容剂对复合材料的增容效果明显,使材料的力学性能提高.     

水滑石改性聚碳酸亚丙酯复合材料的力学性能与相态调控

将γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性的水滑石(KH550-LDH)与聚碳酸亚丙酯(PPC)、异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)熔融共混挤出制备PPC/KH550-LDH/TGIC复合材料。考察了水滑石(LDH)表面改性处理以及KH550-LDH和TGIC添加量对复合材料的力学性能、熔体流动性能、相容性的影响。结果表明,KH550-LDH与PPC有着更好的相容性,PPC/KH550-LDH/TGIC复合材料的综合性能要优于PPC/LDH/TGIC复合材料。以树脂100份为基准,当KH550-LDH和TGIC的质量份数分别为10份和3份时,复合材料具有最佳的力学性能,拉伸强度达到18.9 MPa,比纯PPC提高84%,同时复合材料具有良好的相容性。     

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。     

PP-g-MAH对SEBS/PP/MH/EG阻燃复合体系结构与性能的影响

在氢氧化镁(MH)与可膨胀石墨(EG)复配阻燃石蜡油改性苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)/聚丙烯(PP)共混物(O-SEBS/PP)体系中,用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)增容,研究其对O-SEBS/PP/MH/EG阻燃复合体系结构和性能的影响。结果表明:以一定量的PP-g-MAH代替基体中的PP增容后,复合材料在保持UL94垂直燃烧V-0级的同时,拉伸强度(σmax)与100%定伸强度(σ100)随着PP-g-MAH用量的增加而增大,在质量分数为6%时,分别为13.4 MPa和9.0 MPa,较未添加PP-g-MAH时分别提高13.6%和76.5%;撕裂强度则下降4.0%。复合材料的毛细管流变实验和淬断面扫描电子显微照片分析表明:PP-g-MAH的加入改善了复合材料中MH、EG与O-SEBS/PP共混物基体间的界面黏合力,提高了相容性。     

反应增容PP/PA 6共混体系的形态与性能

采用侧向注入增容剂和直接混合的方法制备了不同配比的聚丙烯(PP)/马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)/聚酰胺(PA) 6共混物.考察了侧向注入和直接混合2种增容方式对PP/PP-g-MAH/PA 6共混体系形态与性能的影响.结果表明:加入PP-g-MAH可以同时提高PP/PA 6共混体系的刚性和韧性,侧向注入的增容效果尤为明显.侧向注入PP-g-MAH (5 phr) 的复合体系拉伸强度较纯PP提高了23.6%;侧向注入PP-g-MAH (20 phr)的复合体系拉伸断裂应变大于1 000%;PP-g-MAH能有效改善PP/PA 6体系的相容性,提高两相界面结合力,降低分散相粒子尺寸,且侧向注入比直接混合的效果更显著.     

基体树脂对长玻璃纤维增强PP力学性能的影响

采用在线混合设备制备了长玻璃纤维(LGF)增强聚丙烯(PP)复合材料(LGF-PP),研究了基体性质及界面相容剂对LGF-PP力学性能的影响。基体树脂熔体流动速率的增加,使最终LGF-PP中的玻璃纤维长度从5.63 mm增至8.56 mm,提高了力学性能。与均聚PP比较,以共聚PP为基体树脂的LGF-PP冲击强度高出约10%,但其他性能略差。界面相容剂有利于增强玻璃纤维与PP的界面结合,拉伸强度和拉伸模量明显增加,但是冲击强度降低了20%～30%。     

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.