不同改性剂对聚丙烯/碳酸钙复合材料性能的影响

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/CaCO3-MAH-PPW复合材料,并与添加相容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)所制得的PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料进行比较。结果表明,CaCO3良好的分散性及其与PP基体适宜的界面粘接是复合材料具有较好韧性的关键因素。与PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料相比,PP/CaCO3-MAH-PPW复合材料表现出更佳的冲击、弯曲和加工性能,当m(PP)∶m(CaCO3)=100∶20时,材料缺口冲击强度达到最大值,是基体树脂的1.19倍。     

纳米SiO_2/聚丙烯复合材料的反应性增容

利用反应性增容技术制备了纳米二氧化硅/聚丙烯复合材料.首先探讨了将甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸丁酯共聚物接枝到纳米二氧化硅粒子表面进行改性的各种影响因素,然后将接枝改性纳米二氧化硅与聚丙烯以及作为反应性增容剂的氨基化聚丙烯共混.结果表明,改性粒子上的环氧基与氨基化聚丙烯上的氨基之间的化学反应大大增强了复合材料的界面作用,从而在粒子含量很低时明显提高了聚丙烯的拉伸强度、模量和冲击强度.     

表面接枝改性纳米二氧化硅填充聚丙烯的结晶行为

应用差示扫描量热方法研究了纳米二氧化硅 (SiO2 )及其表面接枝改性对聚丙烯 (PP)结晶过程、等温与非等温结晶动力学的影响 ,并研究了上述等温结晶的熔融行为和平衡熔点 .研究发现纳米SiO2 具有明显的异相成核效应 ,能够提高PP的结晶温度、熔融温度、结晶度和结晶速率 ,但降低聚丙烯结晶的完善程度 .粒子的表面接枝处理 ,因改善了粒子与基体的亲和性而有利于粒子成核效应的提高 ,而且此效应尚与粒子的分散相关     

双单体原位接枝插层法制备聚丙烯纳米复合材料的研究Ⅰ.制备、表征及力学性能的研究

用有机插层剂处理蒙脱土原土 ,制得有机蒙脱土 (O MMT) .采用双单体 (马来酸酐和苯乙烯 )原位接枝插层法 ,制备了聚丙烯 蒙脱土纳米复合材料母料 .将母料与聚丙烯基体在双螺杆上共混挤出 ,制得聚丙烯 蒙脱土纳米复合材料 (PP Montmorillonetenanocomposites,PMNC) .这是制备聚合物纳米复合材料的一种新方法 .通过X 射线衍射测试 (XRD)表明 ,有机蒙脱土片层 0 0 1面间距从原土的 1 4 9nm扩大到 2 96nm ,复合材料中蒙脱土片层 0 0 1面间距由有机蒙脱土的 2 96nm扩大到 4 0nm .力学性能测试表明 ,复合材料的力学性能明显优于PP基体 ,在提高材料拉伸强度的同时 ,缺口冲击强度也得到很大的提高 .用扫描电镜 (SEM)对材料的冲击断面形貌进行了研究 ,并从理论上分析了断裂机理 .随着蒙脱土含量的增加 ,冲击断裂形式逐渐从脆性断裂变成韧性断裂     

PP-g-(MAH/St)和PP-g-MAH对聚丙烯/木粉复合材料性能的影响

在转矩流变仪中用熔融接枝法制备马来酸酐(MAH)和苯乙烯(St)接枝聚丙烯（PP）-PP-g-(MAH/St)和PP-g-MAH,将其作为聚丙烯/木粉复合材料的相容剂。 FTIR证实MAH和St单体与PP发生接枝反应。 用SEM和DSC等手段考察两种相容剂对PP/木粉复合材料微观形貌和结晶性能的影响,探索了各种PP/木粉复合材料加工和力学性能不同的内在原因。 SEM显示,PP-g-(MAH/St)改性木粉比PP-g-MAH改性木粉在PP基体中分散性更佳,木粉与PP的界面更加模糊,相容性进一步改善。 DSC结果表明,PP-g-(MAH/St)改性体系可增强木粉对PP的异相成核作用,提高结晶温度和结晶度。 复合材料的加工和力学性能测试结果表明,PP-g-(MAH/St)改性效果明显优于PP-g-MAH。 复合材料的熔体质量流动速率随相容剂用量的增加而逐步下降,PP-g-(MAH/St)改性体系拉伸强度和弯曲强度却逐步上升,并在相容剂用量为4.8 g/100 g PP时达到极值。 此时其拉伸强度达40.62 MPa,分别是未改性体系和PP-g-MAH改性体系的1.29和1.17倍;其弯曲强度达45.72 MPa,分别是未改性体系和PP-g-MAH改性体系的1.23和1.59倍;而无缺口冲击强度却在相容剂用量为3.6 g/100 g PP时达到极值13.35 kJ/m2,分别是未改性体系和PP-g-MAH改性体系的1.62倍和1.42倍。     

聚L-乳酸/二氧化硅纳米复合材料及其表面诱导生成类骨磷灰石的制备

为改善纳米SiO2粒子在聚L-乳酸基体中的分散性, 将乳酸齐聚物接枝到纳米SiO2粒子表面, 通过IR, 29Si MAS NMR和TGA对改性SiO2进行表征. 以聚L-乳酸(PLLA)为基体, 加入乳酸齐聚物接枝改性的二氧化硅(g-SiO2)粒子, 采用溶液浇铸法制备PLLA/g-SiO2纳米复合材料, 测试其在模拟体液(SBF)中的生物活性. 通过XRD, IR, SEM和EDS表征手段, 考察材料表面类骨磷灰石形成能力. 结果表明, 乳酸齐聚物成功地接枝到SiO2表面, 当反应36 h时, g-SiO2接枝率最大(9.22%). 随着g-SiO2含量增加和浸泡时间的延长, 材料表面最初形成的无定形沉积物矿化成碳酸羟基磷灰石(Carbonated hydroxyapatite, CHA), 钙磷比为1.72, 类似于人骨无机质, 表明g-SiO2的引入能明显加速复合材料表面CHA沉积, 该复合材料有望成为骨修复填充材料和组织工程支架材料.     

羟基不饱和脂肪酸改性纳米碳酸钙对聚丙烯微观形态和流变性能的影响

采用羟基不饱和脂肪酸,通过固相法对硬脂酸改性的工业纳米碳酸钙CCR进行表面改性制备了R-CCR,红外光谱(FTIR)显示改性剂已结合在碳酸钙表面.通过熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/乙丙橡胶(EPDM)/纳米碳酸钙二元和三元复合材料.并利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察复合材料的微观形态,发现R-CCR的加入,使PP复合材料的拉伸断面出现明显的拉丝状结构和大面积的屈服变形,与PP/EPDM/CCR相比,PP/EPDM/R-CCR冲击断面的空穴明显增加并细化,R-CCR在PP基体中分散均匀,且界面模糊,与基体的相容性明显优于CCR.复合材料流变行为的研究表明R-CCR的加入,体系储存模量G′和损耗模量G″随频率的增加而增加,对损耗因子和复数粘度的影响不大;但PP/EPDM/R-CCR复合材料的表观粘度,明显低于PP/EPDM/CCR和纯PP,同时,剪切速率的增加可有效降低体系的表观粘度.力学性能表明,R-CCR对PP同时起到增韧和增强的效果.且R-CCR和EPDM对PP具有协同增韧的效果.在保持聚丙烯的模量和强度基本不变的前提下,大幅度的改善聚丙烯的韧性,同时加工性能保持不变.     

玻璃纤维的偶联/接枝改性及其对HDPE/竹粉复合材料性能的影响

通过熔体共混制备了玻璃纤维(GF)增强的高密度聚乙烯(HDPE)/竹粉(BF)复合材料(HDPE/BF)。为了增强GF与基体之间的相互作用,先用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对GF进行处理,在GF表面引入双建,然后在熔体共混过程中加入少量过氧化二异丙苯,引发双建与基体之间的接枝反应,使GF与HDPE产生化学键合。通过弯曲和冲击实验测试了复合材料的力学性能,通过热失重和维卡软化点表征了复合材料的热性能,并用扫描电子显微镜观察了复合材料的形貌结构。结果表明,通过偶联/接枝的协同改性,GF与基体之间的界面相互作用增强,使HDPE/BF复合材料的力学性能和热性能得到大幅提高。     

长链超支化聚酯改性纳米SiO_2及其在丁苯橡胶中的应用

利用二乙醇胺和丙烯酸甲酯合成的N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯作为AB2型单体,以纳米SiO_2为核,通过其表面羟基与单体的反应,制得SiO_2接枝超支化聚酯的纳米粒子(SiO_2-HBP);再利用超支化端羟基与α-己内酯进行开环反应,合成了含柔性长链的二氧化硅-长链超支化聚酯杂化物(SiO_2-HBP-L);然后将杂化物与丁苯橡胶共混,制备了SiO_2-HBP-L/SBR纳米复合材料.FTIR、XPS和TGA测试证实改性后纳米SiO_2表面接枝了含长链超支化聚酯.SEM测试结果表明,相对于未改性的纳米SiO_2,SiO_2-HBP-L在乙醇和橡胶基体中分散性较好,且改性后纳米SiO_2与复合材料的相容性明显提高.硫化性能测试表明,SiO_2-HBP-L能大大缩短胶料的正硫化时间,增大总交联密度;同时SiO_2-HBP-L/SBR纳米复合材料的力学性能和耐磨性能有较大的提高,很好地实现了补强.     

高分散性SiO_2/PMMA复合材料的制备与表征——稀释分散性

以高无机含量SiO2/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)接枝复合材料为预分散母料,与PMMA树脂进行熔融共混,制得低无机含量的SiO2/PMMA复合材料.通过切片透射电镜(TEM)观察熔融共混过程中预分散母料内堆积SiO2粒子分散状态的演化.发现预分散母料接枝状态对其影响最为显著,不经接枝修饰的SiO2粒子经熔融共混后,不可避免地会在熔体中产生大量亚微米级的立体团聚体;复杂接枝预分散母料内构成以SiO2粒子为交联点的立体交联结构,其中的堆积SiO2粒子不能在剪切场中得到有效解离和释放;只有在使用简单接枝预分散母料时,基体高分子链才能不断地渗透扩散进入预分散母料内,而预分散母料可被不断地溶胀和撕裂,因而其中的堆积SiO2才可不断地向基体相迁移和扩散,并最终在整个复合材料内实现初级粒子形式的高度均匀稳定分散.     

动态固化聚丙烯/环氧树脂共混物的研究

将动态硫化技术应用于热塑性树脂 热固性树脂体系 ,制备了动态固化聚丙烯 (PP) 环氧树脂共混物 .研究了动态固化PP 环氧树脂共混物中两组分的相容性、力学性能、热性能和动态力学性能 .实验结果表明 ,马来酸酐接枝的聚丙烯 (PP g MAH)作为PP和环氧树脂体系的增容剂 ,使分散相环氧树脂颗粒变细 ,增加了两组分的界面作用力 ,改善了共混物的力学性能 .与PP相比 ,动态固化PP 环氧树脂共混物具有较高的强度和模量 ,含 5 %环氧树脂的共混物拉伸强度和弯曲模量分别提高了 30 %和 5 0 % ,冲击强度增加了 15 % ,但断裂伸长率却明显降低 .继续增加环氧树脂的含量 ,共混物的拉伸强度和弯曲模量增加缓慢 ,冲击强度无明显变化 ,断裂伸长率进一步降低 .动态力学性能分析 (DMTA)表明动态固化PP 环氧树脂共混物是两相结构 ,具有较高的储能模量 (E′)     

PP-g-MAH对聚丙烯/滑石粉复合材料的性能影响

研究了两种马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）在不同含量时对聚丙烯（PP）/滑石粉复合材料的力学性能、雾化性能和线性膨胀系数的影响.结果表明,接枝物的加入能提高复合材料的拉伸性能、冲击性能和弯曲性能,但随着含量的增加拉伸强度、冲击强度和弯曲强度及弯曲模量有所降低.在含量相同时,接枝物1对冷凝组份的影响更小.复合材料的线性膨胀系数随接枝物含量的增加先减小后增加.     

Synthesis of PP-g-MAH and evaluation of its effect on the properties of glass fibre reinforced nylon 6/polypropylene blends

Polymer blends based on polyolefins constitute materials of a great interest owing to their broad spectrum of properties and practical applications. However, due to the poor compatibility of the components, most of these systems are generally characterized by high interfacial tension, low degree of dispersion and poor mechanical properties. It is generally accepted that PP and Nylon 6 are not compatible and that blending of these materials results in poor properties. This compatibility can be improved by the addition of a compatibilizer. In this study, the PP is first functionalised by Maleic Anhydride (MAH) in the presence of an optimized amount of Dicumyl peroxide (DCP). The reaction was carried out in the molten state using an internal mixer. Then, once the compatibilizer (PP-g-MAH) was prepared, it was added at a various concentration (2.5 - 10 wt.%) to 30/70 Glass Fiber Reinforced Nylon 6 (GFRN6)/PP and their mechanical properties are evaluated. It has been found that the incorporation of the compatibilizer enhances the tensile properties (tensile strength and the modulus) as well as the izod impact properties of the notched samples. This was attributed to better interfacial adhesion as evidenced by SEM. The optimum in these properties is reached at a critical PP-g-MAH concentration (5 wt.%).     

纳米CaCO_3/相容剂/PP中的界面相互作用研究

采用不同相容剂(PP-g-MAH、POE-g-MAH和EVA-g-MAH)制备了不同界面相互作用的纳米CaCO3(CC)/相容剂/PP体系,研究了相容剂/PP和相容剂/CC界面相互作用对PP/CC的结晶形态、结晶行为、熔融特性和力学性能的影响.观察到PP/CC界面相互作用提高PP结晶温度和PP/CC的模量和冲击强度,但降低了屈服强度.相容剂/CC界面相互作用进一步提高了PP/CC的结晶温度.PP/相容剂界面相互作用取决于PP与相容剂相容性.PP/PP-g-MAH相容性高有利于提高PP/CC的异相成核作用和PP/CC屈服强度和模量,但降低冲击强度.PP/POE-g-MAH部分相容对相容剂/CC界面的异相成核作用、PP/CC屈服强度和模量影响不大,可明显提高冲击强度.但PP/EVA-g-MAH不相容导致PP/CC冲击强度明显降低.     

PP/PP-g-MAH与铝板粘接界面相的XPS研究

用X射线光电子能谱(XPS)研究铝板/聚丙烯层状复合材料的粘接界面相，提出了粘接界面的化学反应机制.研究发现,聚丙烯(PP)中加入马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)时，铝板面上Al 2p、O 1s谱线明显向高结合能端移动，表明PP-g-MAH与铝板表面发生了化学反应，形成Al－O－C配位键.配位键的形成使界面粘接强度明显提高. PP中不含PP-g-MAH时，铝板面上Al 2p、O 1s谱线处于低结合能端，聚丙烯未与铝板表面形成化学配位作用.     

超细聚酰胺6粒子增韧聚丙烯体系的研究

采用磨盘形力化学反应器室温下制备了聚丙烯 (PP) /聚酰胺 6 (PA6 )超细粉体 ,研究了其粒度、粒度分布及PA6超细粒子填充对PP力学性能的影响 .结果表明 ,磨盘形力化学反应器可有效实现PP/PA6的粉碎 ,所得粉体平均粒径达微米级 ,初级粒子尺寸甚至可达纳米级 ,粒度分布呈双峰分布状态 .在PA6和PP熔点之间的温度下加工可制得PA6超细粒于填充的PP/PA6共混体系 ,其力学性能明显好于PP/PA6简单共混体系 ,30 %PA6用量下 ,拉伸强度由 2 3 .2MPa提高至 2 9 3MPa ,Izod缺口冲击强度由 4.6 2kJ/m2 提高到6 .34kJ/m2 .形貌分析结果表明 ,由于基本保持了PA6超细粉体的原始尺寸 ,填充体系中PA6相区尺寸小、分布均匀 ,与使用增容剂得到的相区结构类似 .     

Preparation and enhanced properties of poly(propylene)/ silica‐grafted‐hyperbranched polyester nanocomposites

A series of poly(propylene) silica‐grafted‐hyperbranched polyester nanocomposites by grafting the modified hyperbranched polyester (Boltorn? H20), possessing theoretically 50% end carboxylic groups and 50% end hydroxyl groups, which endcapped with octadecyl isocyanate (C19), onto the surface of SiO₂ particles (30 nm) through 3‐glycidoxy‐propyltrimethoxysilane (GPTS) was prepared. The effect of silica‐grafted‐modified Boltorn? H20 on the mechanical properties of polypropylene (PP) was investigated by tensile and impact tests. The morphological structure of impact fracture surface and thermal behavior of the composites were determined by scanning electron microscopy (SEM) and differential scanning calorimetry (DSC), respectively. The melt viscosity of composites was investigated by melt flow index (MFI). The obtained results showed that: (1) the modified Boltorn? H20 was successfully grafted onto the SiO₂ surface confirmed by FT‐IR and X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis; (2) the incorporation of silica‐grafted‐modified Boltorn? H20 (3–5 wt% SiO₂) greatly enhanced the notched impact strength as well the tensile strength of the composites; (3) the incorporation of silica‐grafted‐modified Boltorn? H20 had no influence on the melting temperature and crystallinity of PP phase; (4) the MFI of PP composites increased when the silica‐grafted‐modified Boltorn? H20 particles were added compared with PP/SiO₂ or PP/SiO₂‐GPTS composites. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

熔体自由基反应法制备聚丙烯/碳纳米管复合材料

以2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧基）己烷（DHBP）在聚丙烯体系中引发形成自由基,以二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）调控自由基反应,通过熔融共混一步法制备了共价接枝的聚丙烯/碳纳米管（PP/CNTs）复合材料。 通过拉曼光谱和透射电子显微镜证明发生了共价接枝反应,并研究了PP/CNTs的结晶性能、热性能与力学性能。 结果表明,发生共价接枝的PP/CNTs与未接枝的PP/CNTs及PP相比,其结晶温度分别提高了2.6和12.0 ℃,热分解温度T5%分别提高了6.4和34.8 ℃,其拉伸强度和拉伸模量略有提高,冲击强度分别提高了56.7%和58.1%。     

剪切作用下PA1010/PP共混物的形态与性能研究

通过动态保压注射成型方法制备了聚酰胺1010/聚丙烯(PA1010/PP)共混物,并研究了形态与性能的关系.力学性能测试结果表明在熔体冷却过程中施加剪切可以大大提高共混物的拉伸强度、拉伸模量和缺口冲击强度,当PP的质量分数为20%时,共混物的缺口冲击强度达到21.3kJ/m2,是静态样的3倍多,拉伸强度达到50.9MPa,是静态样的1.5倍.扫描电镜(SEM)结果表明在动态保压样的横断面可以观察到剪切诱导的形态,中间是芯层,围绕着芯层的是剪切层,最外面是皮层,相区尺寸显著减小、分散相分散更趋均匀,特别是PP的质量分数为20%时,相区尺寸从原来的约3.9μm降低到约1.4μm.动态保压样机械性能的提高归因于剪切作用下独特相形态的形成,分子链沿流动方向的取向是拉伸强度提高的主要原因,而剪切使分散相颗粒变小和剪切层中分子链的取向是冲击强度提高的主要原因.     

增容剂对聚对苯二甲酸乙二酯/聚丙烯共混体系结构流变学的影响

采用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)对聚丙烯/聚对苯二甲酸乙二酯(PP/PET)共混体系进行增容,研究了增容前后复合体系的相形态和流变行为的变化.结果表明,共混体系中当PP组分为分散相时,增容剂能够显著减小PP液滴尺寸,使其形状松弛时间减小,变形与破裂的剪切敏感性降低;当共混体系两组分配比处于临界相反转点周围时,增容剂则会导致其内部部分双连续与“海-岛”结构共存的复杂相形态消失,低频区模量频率依赖性的增加表明体系内部界面结合程度的增加;而当共混体系中的PET组分为分散相时,增容剂的引入对体系结构流变学影响较小,表明增容效果不大.