界面改性剂在聚丙烯／高岭土二相复合体系中的作用

从高岭土（Ｋａｏｌｉｎ）填充聚丙烯（ＰＰ）体系的界面分子设计入手，研究了界面改性剂对填料的分散性，聚丙烯基体的结晶行为，填充熔体流变性质以及材料力学性能的影响．结果表明，界面改性剂降低了填料的高表面能，改善了填料分散状况．界面改性剂的加入，填充熔体粘度接近纯聚丙烯数值．经界面改性剂处理后，填充材料缺口悬臂梁冲击强度随填料量的增加而急剧升高，在填料量为３０Ｗｔ％时，冲击强度达到４８０Ｊ／Ｍ，是未处理材料的十二倍，添加至填料量为５０ｗｔ％时，冲击强度没有明显降低．     

高岭土填充尼龙6的结晶行为

利用差示扫描量热仪（ＤＳＣ）研究了未处理高岭土和经γ－缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（ＫＨ５６０）处理的高岭土对尼龙６等温和非等温结晶行为的影响．结果表明，未处理的高岭土和ＫＨ５６０处理的高岭土在尼龙６基体中都起到异相成核作用．但是，与未处理高岭上相比，ＫＨ５６０处理的高岭土更有效地提高了尼龙６的结晶速率．这一方面归因于ＫＨ５６０处理的高岭土在尼龙６中的分散性好，增大了成核密度；另一方面归因于高岭土经ＫＨ５６０处理后，与尼龙６的相容性增强，从而提高了尼龙６的晶体生长速率．     

聚丙烯/硫酸钡复合体系的界面相互作用与流变性质和结晶行为的关系

制备了一系列具有不同界面状态的聚丙烯 (PP) 硫酸钡 (BaSO4)复合体 .PP BaSO4的界面分别用硅烷、硬脂酸、马来酸酐接枝聚丙烯 (PP g MAH)改性 .研究表明 ,填充体系的熔体粘度和熔体弹性均高于基体 .以硅烷和PP g MAH进行界面改性后 ,PP BaSO4的界面相互作用加强 ,导致复合体系中的熔体粘度和熔体弹性进一步提高 ,同时BaSO4对PP的成核活性提高 .填料用硬脂酸处理后 ,硬脂酸能够在填料粒子表面上形成一个包覆层 ,使粒子与PP的亲和性改善 .同时该包覆层具有润滑作用 ,使得复合体系的熔体粘度和熔体弹性下降 ,并使得该体系中BaSO4的成核活性低于硅烷和处理的体系 .本文探讨了由复合体系的熔体粘度定量比较填充复合体系中聚合物 填料界面相互作用的方法 ,讨论了界面改性对复合体系流变性质和结晶行为影响的机理     

聚丙烯混杂复合体系的界面和力学性能

从刚性粒子增韧聚合物体系的界面层性质入手，研究了带有柔性分子链界面改性剂包覆的高岭土（Ｋａｏｌｉｎ）刚性粒子增韧的，短切玻纤（ＧＦ）增强的聚丙烯（ＰＰ）混杂复合体系的微观结构，结晶性质，ＰＰ／Ｋａｏｌｉｎ／ＧＦ混杂复合材料的加工流动性及力学性能．实验结果表明，所合成的界面改性剂对ＰＰ／Ｋａｏｌｉｎ复合材料有显著的增韧效果；加入少量的短切玻纤可以弥补因界面改性剂引入而引起的ＰＰ／Ｋａｏｌｉｎ复合材料强度和模量降低的缺点；经界面改性剂包覆的高岭土刚性粒子和短切玻纤同时加入ＰＰ，混杂复合后，ＰＰ复合材料的冲击韧性大幅度提高，材料的强度和模量不降低．这个结果不仅在较低的Ｋａｏｌｉｎ含量下，而且可在Ｋａｏｌｉｎ含量为５０％（ｗｔ％）的高填充量下也得以实现     

界面相互作用对尼龙6／聚乙烯共混物形态结构和流变行为的影响

利用扫描电子显微镜和动态力学分析仪研究了马来酸酐熔融接枝聚乙烯（ＰＥ－ｇ－ＭＡ）对尼龙６／聚乙烯（ＰＡ６／ＰＥ）共混物形态结构和动态力学行为的影响．结果表明，ＰＥ－ｇ－ＭＡ使ＰＡ６／ＰＥ共混物中ＰＡｅ的玻璃化转变峰向低温例偏移，这主要归因于ＰＥ－ｇ－ＭＡ改善了ＰＡ６和ＰＥ二者的相容性；但随着ＰＥ分散相中ＰＥ－ｇ－ＭＡ所占比重的增加，ＰＥ－ｇ－ＭＡ与ＰＡ６之间界面化学键合密度增大，使得ＰＡ６的玻璃化转变温度反而提高．同时，利用平行板流交仪研究了ＰＥ－ｇ－ＭＡ对ＰＡ６／ＰＥ共混物熔体流变行为的影响．ＰＥ－ｇ－ＭＡ使共混物熔体粘度和动态储能模量增大，这应归因于ＰＡ６／ＰＥ－ｇ－ＭＡ之间在熔融共混过程中的界面化学键合．     

尼龙6/高岭土界面相互作用对其复合材料力学性能和流变行为的影响

<正> 无机填料填充复合材料的性能,除了依赖于聚合物基体和填料固有的内在性质外,很大程度上依赖于它们之间的界面性质。因此,研究聚合物/填料界面相互作用,对合理地设计具有优良性能的复合材料具有十分重要的意义。 目前,还很难对粉末填料与聚合物基体之间界面相互作用进行定量的研究,而且关于这方面的报道也较少。本文利用接触角法测定了高岭土填料和尼龙6基体的表面自由能、界面张力、粘附功等热力学参数,对高岭土与尼龙6之间界面相互作用与复合材料力学性能、流变行为的关系进行了分析和探讨。     

酞侧基聚芳醚砜和聚芳醚酮共混物的高温流变行为

用锥板粘度计测试了酞侧基聚芳醚砜（ＰＥＳ－Ｃ）和酞侧基聚芳醚酮（ＰＥＫ－Ｃ）及其共混物的熔体流变行为．试样的流动活化能分别为１４５、１３３和１１２ＫＪ／ｍｏｌ．共混物的熔体粘度显著低于ＰＥＳ－Ｃ和ＰＥＫ－Ｃ粘度的对数加和值．并证明试样的熔体流动性和加工稳定性都已达到注射成型工艺的要求．     

熔体插层制备尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的性能表征

通过熔体插层成功地制备了尼龙６／蒙脱土纳米复合材料，测试了力学性能、耐热性能和耐溶剂性．通过ＴＥＭ、ＷＡＸＤ、ＤＳＣ等手段，研究了结构与结晶行为，并与插层聚合的尼龙６／蒙脱土纳米复合材料进行了对比．实验表明通过熔体插层可使尼龙６基体插层于蒙脱土中，所得到的复合物的性能较尼龙６有很大提高，且与插层聚合的尼龙６／蒙脱土纳米复合材料的性能相当．     

纳米SiO_2填充PMMA/PS复合物共连续范围的研究

采用流变法、抽提法以及扫描电镜3种表征方法研究了亲水性纳米二氧化硅粒子SiO2填充对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/聚苯乙烯(PS)不相容体系共连续范围的影响.对于未填充PMMA/PS体系,3种方法测得的共连续范围基本一致.而对于粒子填充体系,SEM与溶剂抽提法均表明随着粒子含量的增加,体系的共连续范围变宽,这是由于亲水性SiO2粒子选择性填充在极性PMMA相中,导致PMMA相的熔体粘度和弹性均有大幅提高,从而减缓了破坏共连续结构的纤维断裂或回缩等松弛过程.与SEM法和溶剂抽提法相反,流变法测得的共连续范围随粒子含量增加明显变窄,这主要是因为加入SiO2粒子后,PMMA/PS体系的弹性模量和黏度大大提高(加入7vol%的SiO2后分别增加近50倍和5倍),导致填充试样在装样和设定间距之后需要更长的松弛时间才能开始流变测试.试样在测试前长时间处于高温熔体状态时,其共连续结构很容易在界面张力的驱动下发生粗化和破碎,所以得到的共连续反而变窄.SEM和溶剂抽提法比流变法更适合用来判断粒子填充PMMA/PS体系特别是其高填充体系的共连续范围.     

尼龙短纤维/白炭黑填充天然橡胶的流变与动态力学行为

以尼龙短纤维(NSF)增强天然橡胶(NR)混炼胶为研究体系,以马来酸酐接枝天然橡胶(MNR)为增容剂,考察增容剂、NSF含量对NR/NSF母胶动态流变行为的影响;将NR/NSF母胶加入30份白炭黑(Si O2)填充NR混炼胶中,对比研究NR/NSF、NR/NSF/Si O2混炼胶的线性与非线性流变行为及动态力学行为,采用修正的两相模型分析"粒子相"的增强作用,探讨硫化胶储能模量E'和损耗因子tanδ的变化.结果表明,MNR影响NSF在基体中的分散性和NSF/NR混炼胶的动态流变行为;高填充Si O2和少量NSF之间存在协同增强作用,使NR/NSF/Si O2混炼胶的补强因子和应变放大因子均高于NR/NSF混炼胶,显著增加"粒子相"的黏性与弹性贡献,限制"粒子相"的松弛;硫化胶的E'和tanδ峰值随NSF体积分数增加分别升高和降低.     

EFFECTS OF COUPLING AGENTS ON THE RHEOLOGICAL BEHAVIOR OF KAOLIN FILLED POLYAMIDE 6

An experimental study was carried out to investigate the effects of coupling agents on the rheological properties of kaolin filled polyamide 6(PA6). We have investigated the state of dispersion and interfacial interaction of the filled systems, using 'h:anning electron microscopy (SEM) and Molau test, respectively. It is found that the addition of the coupling agents to the PA6/ kaolin (20 wt percent) significantly decreases the melt viscosity and the melt elasticity (first normal stress difference). Moreover, the states of dispersion and the polymer/filler interactions have significant influences on the rheological properties of kaolin/PA6 systems. The rheological behavior of KH550 kaolin /PA6 system is different from that of KH560 kaolin/PA6 system, although chemical reactions have taken place between the surface of KH550 kaolin (or KH560 kaolin) and PA6 matrix during melt processing. This is attributable, in part, to the differences in the state of dispersion of kaolins in PA6 matrix and, to a great extent, to the differences in the extent of chemical reactions that have taken place between the filler and polymer matrix.     

RHEOLOGICAL BEHAVIOR OF KAOLIN TOUGHENED POLYPROPYLENE COMPOSITES

The relation between the rheological behavior and various interfacial properties ofKaolin rigid particle toughened polypropylene (PP / Kaolin) composites were studied bymeans of parallel-plate rheometer, melt flow rate apparatus, scanning electron microscopy(SEM) and other testing methods. The results show that addition of interfacial modffier toPP/Kaolin composites is advantageous to homogeneous dispersion of filler in PP matrix,formation of flexible interlayer between Kaolin particles and PP matrix and Amprovementof the melt processibility of the composites.     

INTERFACIAL MOLECULAR DESIGN OF A RIGID- PARTICLE TOUGHENED POLYAMIDE 6 COMPOSITE

The effects of interfacial modifier on the mechanical properties of kaolin-filled polyamide 6 (PA6) have been studied. The interracial interaction between polyamide 6 and kaolin has been character ized by means of infrared spectroscopy (IR) and scanning electron microscopy (SEM). The results show that the role of the interracial modifier lies in forming an elastic interlayer with good adhesion between kaolin and PA 6. A composite with high impact strength, high tensile strength and high elastic modulus can be obtained by inserting the elastic interfacial modifier into the rigid-particle-filled polymer system.     

HDPE/PA6反应增容体系的形态演化与黏弹行为

采用扫描电子显微镜(SEM)与先进流变扩展系统(ARES),研究了马来酸酐接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-MAH)对高密度聚乙烯/尼龙6(HDPE/PA6)共混体系形态结构和黏弹行为的影响.发现HDPE-g-MAH的加入可原位生成尼龙6-高密度聚乙烯接枝共聚物(HDPE-g-PA6),使基体与分散相间的相容性显著改善,且随其添加量的增加两者相容性更好,导致HDPE/PA6体系形态结构变化.研究结果表明,由ARES获得的体系黏弹行为参数随HDPE-g-MAH含量的变化可与由SEM所观察到的微观形貌演化很好关联,动态流变学方法可敏感表征增容剂的加入所引起的HDPE/PA6界面性质变化,且能够反映分子链间相互作用的变化及由此导致的分散相颗粒网络的形成.     

熔体黏度对黏土在聚丙烯/聚苯乙烯共混物中优先插层行为的影响

通过熔融共混法在160℃加工条件下制备了聚丙烯/聚苯乙烯/黏土(PP/PS/clay)复合材料.X射线衍射分析(XRD)和透射电镜分析(TEM)的结果表明,黏土在共混物中存在着优先插层现象.黏土优先被PS分子链所插层,且不受PS组分含量和加料方式的影响.基于复合材料中PP和PS组分的熔体黏度对温度敏感性的差别,通过改变加工温度的方法,研究组分的黏度差别对黏土优先插层行为的影响.随共混加工温度的升高,黏土在共混物中的分布位置逐渐从PS相向PP相迁移.TEM和动态黏弹行为测试(ARES)的结果表明,组分间黏度的差别能控制黏土的优先插层行为.组分黏度越高,加工过程中所能传递的剪切应力就越大,插层能力也就越强.