蒙脱土/聚丙烯成核机理的α→β转变

蒙脱土(MMT)填充等规聚丙烯(i PP)仅形成α-晶。该文利用MMT的Ca2+与庚二酸(PA)反应形成庚二酸钙(Ca PA)制备了表面负载β-成核剂的MMT(β-MMT),FTIR和TGA证实了β-MMT表面Ca PA的形成。采用DSC和XRD研究了β-MMT填充i PP纳米复合材料的β-成核作用和β-晶含量,观察到随着MMT/PA质量比减小(即PA用量增加),i PP复合材料的结晶峰温提高,α-晶熔融峰强逐渐减弱,β-晶熔融峰强逐渐增强,最后仅出现β-晶熔融单峰,表明β-成核作用增强。XRD结果表明随着MMT/PA质量比减小,β-晶含量逐步提高,当MMT/PA质量比为100制备的β-MMT填充i PP纳米复合材料全部形成β-晶。以上结果表明,MMT粒子表面负载β-成核剂可实现MMT填充i PP复合材料结晶从α-晶转变为β-晶。     

无规共聚聚丙烯中β-晶的增韧作用

为提高无规共聚聚丙烯(PPR)冲击强度,制备了庚二酸钙成核PPR和纳米碳酸钙与负载庚二酸钙的纳米碳酸钙填充PPR,采用力学性能测试方法、DSC、XRD和SEM对比研究了其力学性能、结晶性能和β-晶含量。讨论了庚二酸钙和纳米碳酸钙及其负载庚二酸钙的纳米碳酸钙对PPR冲击强度、断裂伸长率、结晶温度和β-晶含量的影响,指出采用负载型β-成核剂是提高PPR韧性的有效方法。     

硅灰石粒径对PP/PP-g-MMA/W复合体系非等温结晶的影响

以甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯(PP-g-MMA)为硅灰石(W)填充聚丙烯(PP)复合材料(PP/W)的界面相容剂,研究了W粒径对聚丙烯/硅灰石(PP/PP-g-MMA/W)复合体系力学性能和非等温结晶行为的影响.用Avrami方程、Ozawa、Mo、和Kissinger方法分析了复合材料非等温结晶曲线,得到n、Kc、α、F(T)、TP、T1/2和△E等参数.结果表明,W粒径对n和α影响不大;在W异相成核、W粒径和增容荆共同作用下,W粒径为400目和800目的试样,K较大,F(T)、t1/2较小,TP较高,形成的晶粒较完善、细小,提高了复合材料的塑性和韧性,特别是800目的试样塑性和韧性最好.     

碳酸钙填充β-成核PP复合材料的力学性能

为研究β-晶对碳酸钙填充PP复合材料力学性能的影响,该文采用负载β-成核剂的纳米碳酸钙(β-CC)混合纳米碳酸钙(CC)或微米碳酸钙(WC)填充PP制备了β-PP复合材料及其PP-g-MA、POE-g-MA和EVA-g-MA作为相容剂的增容复合材料。力学性能研究结果表明,随着CC和WC用量增加,PP拉伸强度降低、模量提高;β-CC填充PP复合材料模量提高,拉伸强度变化不大。PP-g-MA增容提高填充PP复合材料拉伸强度、杨氏模量和冲击强度;POE-g-MA增容明显提高冲击强度,EVA-g-MA增容降低拉伸性能。β-CC/PP复合材料冲击强度随着β-CC用量增加而提高,β-CC/CC/PP和β-CC/WC/PP冲击强度高于CC/PP(w(CC)/w(PP)=5/95)和WC/PP(w(WC)/w(PP)=5/95)复合材料归结于高韧性β-晶形成。     

纳米CaCO3/β-聚丙烯/短切涤纶纤维三元复合材料的结晶行为

通过挤出共混制备纳米碳酸钙/β-成核聚丙烯/短切涤纶纤维复合材料,用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA)改善相容性.研究了材料中PP的结晶和熔融行为,用修正Jeziorny法、Ozawa法及莫志深法处理了PP的非等温结晶行为.结果表明涤纶纤维和CaCO3能够促进PP的结晶和诱导形成β晶.加入β-成核剂后可得较高β晶含量的复合材料,相容剂对β-成核剂的协同作用使得β晶含量进一步增加.莫志深法能够很好地描叙复合材料中PP的非等温结晶动力学过程,而Jeziorny法和Ozawa法分析的效果不理想.     

PP-g-MMA对PP/W力学性能及等温结晶动力学的影响

用差示扫描量热法(DSC)考察了聚丙烯(PP)、聚丙烯/硅灰石(PP/W)和聚丙烯/聚丙烯-g-甲基丙烯酸甲酯/硅灰石(PP/PP-g-MMA/W)的等温结晶过程。用Avrami方程对上述过程进行分析,n、K、t1/2、tmax、G1/2等参数表明,W和PP-g-MMA的掺入改变了PP的结晶成核和生长机理。用Lauritzen-Hoffman异相成核理论对PP球晶的生长速率进行了分析,△E数值表明,W有较强的成核活性,PP-g-MMA的掺入不仅进一步提高其成核活性,同时对PP大分子的扩散起阻碍作用。总之,PP-g-MMA对PP/W复合材料起增容作用,充分发挥了W的增强增韧效果。     

纳米二氧化钛/聚丙烯复合材料的结晶及抗紫外性能研究

利用熔体共混方式制备了纳米TiO2/聚丙烯(PP)复合材料,研究了复合材料的结晶特性、力学性能和抗紫外性能.结果发现:纳米TiO2对聚丙烯有一定的结晶成核作用,填充纳米TiO2的改性PP的球晶尺寸明显小于纯PP;复合材料具有良好的力学性能;随着纳米TiO2含量的增大,复合材料对紫外光的屏蔽效果越强.     

PP—g—MMA对PP／W力学性能及等温结晶动力学的影响

用差示扫描量热法（DSC）考察了聚丙烯（PP）、聚丙烯,硅灰石（PP／W）和聚丙烯,聚丙烯-g-甲基丙烯酸甲酯,硅灰石（PP,PP—g—MMA／W）的等温结晶过程。用Avrami方程对上述过程进行分析,n、K、t1/2 tmax、G1,2等参数表明,W和PP—g—MMA的掺入改变了PP的结晶成核和生长机理。用Laurimen—Hoffman异相成核理论对PP球晶的生长速率进行了分析,△E数值表明,W有较强的成核活性,PP—g—MMA的掺入不仅进一步提高其成核活性,同时对PP大分子的扩散起阻碍作用。总之,PP—g—MMA对PP,W复合材料起增容作用,充分发挥了W的增强增韧效果。     

聚丙烯/八乙烯多面齐聚倍半硅氧烷复合材料非等温结晶动力学

用DSC手段研究了物理共混合反应共混制备的聚丙烯(PP)/八乙烯基多面齐聚倍半硅氧烷(OvPOSS)复合材料的非等温结晶和熔融行为.结果表明:物理共混中OvPOSS具有β晶成核剂的作用,反应共混时PP的β晶消失,成核作用更为显著,结晶速率更高.采用Ozawa法和莫志深法对材料的非等温结晶动力学进行了研究,表明材料的结晶动力学行为符合Mo-Avinm-Ozawa方程.     

聚丙烯-玻纤界面上偶联剂作用的 FT-IR及DSC研究

中碱玻纤(CG)增强聚丙烯(PP)片状模塑料是一种新型复合材料。由于PP的非极性,因此它与CG表面结合状态的改善成为这种材料的关键问题之一。本文选取反丁烯二酸硝酸铬络合物体系作为偶联剂,以红外光谱、富里埃变换红外光谱及差示扫描量法热来研究偶联剂与PP、CG的作用。发现界面有化学作用,对PP有结晶成核作用。     

不同改性剂对PP/CaCO_3复合材料结晶和动态力学性能的影响

以马来酸酐(MAH)、聚丙烯蜡(PPW)为主要原料,采用原位固相接枝改性法制得PP/Ca-CO3-MAH-PPW复合材料,对改性CaCO_3进行表面性能分析,并与PP/PP-g-MAH/CaCO_3复合材料进行结晶、动态力学和耐热性能的比较.结果表明,CaCO_3经原位固相接枝改性后,表面极性减弱,与PP的界面张力降低、相容性提高; CaCO_3表面的PPW层虽会阻碍CaCO_3的异相成核作用,但其可使复合材料形成适宜的界面粘接,有利于材料韧性的提高; CaCO_3-MAH-PPW可降低基体分子链的缠绕程度,增加其柔顺性,使复合材料玻璃化转变温度下降. PP-g-MAH的存在有助于提高PP/PP-g-MAH/CaCO_3复合材料的结晶温度,与基体形成较强的界面粘接,提高复合材料的模量、强度以及耐热性能.     

紫外光老化PP/纳米CaCO_3复合材料结晶与熔融行为研究

用DSC和WAXD研究了紫外光老化PP/纳米CaCO3(PP/CC)和相容剂改性PP/CC复合材料的结晶与熔融行为,结果表明随着紫外光老化时间增加,PP熔融温度逐渐降低,结晶度先增加后趋于稳定;PP结晶温度先提高后降低,PP/CC结晶温度降低,相容剂改性PP/CC降低更加明显。紫外光老化PP/CC结晶温度高于纯PP,表明CC对老化PP还具有异相成核作用。未光照的PP-g-MA和POE-g-MA改性PP/CC结晶温度高于未改性的,归结于相容剂与CC相互作用形成的钙盐的异相成核作用;但紫外光老化后PP结晶温度低于未改性PP/CC的,归结于钙盐受到紫外光的作用,失去对PP结晶的异相成核作用和诱导PP生成β晶的能力。     

锌溶胶处理对填充聚丙烯老化性能的影响

聚丙烯(PP)主链上存在的大量叔氢在热氧作用下失去劣化了这类通用塑料的防老化性能。本工作用锌溶胶/钛酸酯偶联剂 NDS-01(R_3-0-TiR_3,R=-OIC(CH_2)_7CH_2CHCl(CH_2)_7CH_3)处理硅灰石对 PP 进行填充改性,有效地提高了 PP 的防热氧老化和湿热老化性能。     

聚丙烯/凹凸棒土复合材料的制备与性能研究

本文以聚丙烯(PP)为基体,分别以凹凸棒土(ATB)有机改性凹凸棒土(ATBf)为无机粒子填充剂,通过熔融共混的方法制备了PP/ATB、PP/ATBf复合材料。对改性ATBf进行了TEM结构表征并讨论和比较了ATB、改性ATBf对PP/ATB、PP/ATBf复合材料的机械性能、流动性能、结晶行为的影响。结果表明PP-g-MAH均匀地吸附在ATB表面,达到了表面改性的效果测试,ATB和ATBf的加入都能使复合材料的拉伸性能和冲击性能大大提高:在ATB含量为1wt%时,PP/AT复合材料的拉伸强度达34MPa,冲击强度达到了2.8kJ/m2;当ATBf的含量达到2wt%时,PP/ATBf复合材料的拉伸强度达到了37.5MPa,冲击强度明达到了3.3kJ/m2。ATB、ATBf的加入,对基材起到了明显的成核作用,降低了复合体系对对结晶温度的依赖性,提高了结晶速率。ATB的加入对复合材料熔融指数的增加不大,而ATBf的加入对提高了复合材料流动性能。     

云母增强聚丙烯的研究

采用云母增强聚丙烯后,PP/云母复合材料与纯聚丙烯相比,模量与弯曲强度均会有较大幅度的提高,但冲击强度下降,甚至低于纯聚丙烯。此外,云母含量较高时,复合材料的流动性下降。基于 PP/云母复合材料所存在的问题,本课题采用聚丙烯-高密度聚乙烯-三元乙丙橡胶/云母(PP-HDPE-EPDM/云母)和聚丙烯-高密度聚乙烯-三元乙丙橡胶-乙烯醋酸乙烯共聚树脂/云母(PP-HDPE-EPDM-EVA/云母)两种共混填充体系,对云母增强聚丙烯进行增韧和提高流动性的研究。通过适当的配比,两种体系均在一定程度上提高了 PP/云母复合材料的冲击韧性和流动性。此外,通过扫描电镜对偶联剂处理云母的界面形态和偶联效果也做了初步的分析工作。     

硅灰石填充改性聚丙烯结晶行为,形态结构及性能

采用ＤＳＣ技术研究不同组成的硅灰石填充聚丙烯的等温与非等温结晶行为，并 通过偏光显微镜和扫描电镜考察其结晶行态及填料与基体间的界面结构。同时测定了 材料的力学性能，考察了破坏断面的形貌。结果表明，硅灰石在填充聚丙烯中起异相 成核作用，改变了聚丙烯的结晶速度、球晶形态、晶粒大小及分布，并影响其力学性 能。     

膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的研究

采用聚磷酸铵(APP)和Deflam(敌火龙)分别对聚丙烯(PP)进行了填充改性,研究了两者对PP力学性能、阻燃性能、结晶性能的影响。结果表明:在PP中分别加入APP和De-flam,都可改善PP的阻燃性能,并且后者对PP的阻燃效果更好。在阻燃性能改善的同时,复合体系的弯曲模量和弹性模量明显提高,但抗拉强度和冲击强度降低。APP和Deflam在PP中都具有成核剂作用,可使PP的结晶过程在较高温度下进行,但Deflam对PP的成核效果不如APP.     

负载型β-成核剂对PP结晶与熔融行为的影响

 采用纳米CaCO₃作为载体制备了负载型β-成核剂及其β-成核-PP,用DSC和XRD研究了载体纳米CaCO₃用量和负载型β-成核剂用 量对成核PP结晶与熔融行为和β-PP含量的影响,并与传统β-成核剂庚二酸钙（CaHA）成核PP比较。结果表明,负载型β-成核剂比β -成核剂CaHA成核PP具有高的结晶温度,负载型β-成核剂成核PP结晶温度随其用量增加而提高,但随载体用量增加而降低。负载型 β-晶成核剂β-成核作用高于CaHA成核剂,β-PP含量达90％以上;且负载型β-晶成核剂成核PP的β-PP含量受成核剂用量和成核剂中载 体用量影响不大。     

硼酸盐对阻燃PP复合材料性能的影响

采用熔融共混挤出法,制备了掺杂少量硬硼钙石(CB)或硼酸锌(ZB)的阻燃聚丙烯(PP)复合材料,研究了CB和ZB对填充蜜胺包覆聚磷酸铵(APP-102)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)阻燃PP复合材料的燃烧性能、热稳定性、机械性能、熔融结晶性能的影响. 结果表明:少量CB或ZB(质量分数为2.0%)能有效提高阻燃PP复合材料的阻燃性能,极限氧指数(LOI)从25.7%分别提高到27.6%和27.7%,UL-49等级从V-2提升到V-0,热释放峰值(pHRR)和总放热量(HRR)有一定程度的降低; CB和ZB有效改善了阻燃PP复合材料的热稳定性,燃烧时硼元素在表面促进形成连续紧密的炭层; 少量CB或ZB的添加不仅没有劣化阻燃PP复合材料的机械性能,而且使拉伸模量、弯曲模量略有升高,同时提高了阻燃PP复合材料的结晶速率和结晶度. 因此,CB与ZB类似,可被应用于PP的协同阻燃工艺.     

煤矸石粉填充聚丙烯复合材料力学性能和断裂行为研究

制备了煤矸石粉填充的聚丙烯(PP)复合材料,并加入聚丙烯-马来酸酐接枝物(PP-gMA)进行改性,对二元(PP-煤矸石粉)及三元(PP-煤矸石粉-(PP-g-MA))复合材料的力学性能和断裂行为进行了深入研究。结果表明,煤矸石粉含量增加对复合材料的拉伸性能影响不大,但使冲击韧性有一定下降;适量PP-g-MA能在一定程度上提高三元复合材料的拉伸强度和冲击强度。复合材料的比基本断裂功(W_(b′))在煤矸石粉质量分数较低(5%)时有明显降低,但随煤矸石粉含量增大又有显著回升,仅略低于纯PP,而总塑性能(βW_(c′))则随煤矸石粉含量增大有明显的逐次降低趋势。通过PP-g-MA改性,煤矸石粉可以用作聚丙烯复合材料的填充物。