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。     

CaCO_3表面包覆改性及其对填充PP力学性能的影响

先用丙烯酸(AA)处理CaCO3,在其表面引入活性双键基团后,再通过固相包覆反应将聚丙烯蜡(PPW)固定在CaCO3表面.实验发现改性CaCO3可经受甲苯、稀盐酸处理而不发生溶解,结合红外及热重分析结果,证明PPW已经通过化学键合而成功地包覆在CaCO3表面.将该改性CaCO3填充聚丙烯(PP)后,发现PP的冲击性能及拉伸性能均有不同程度的提高,当改性CaCO3的填充量为15份时,体系的缺口冲击强度达到最大值,为基体树脂的1.68倍;当改性CaCO3的填充量10份时拉伸强度达到峰值,为同等添加量的未改性CaCO3的1.22倍.     

MMA接枝改性PVC/CaCO3纳米复合材料的力学性能

采用熔融共混法制备PMMA接枝改性纳米CaCO3增韧PVC（PVC/CaCO3）复合材料,并研究了复合材料的力学性能.结果表明,通过表面PMMA的接枝改性,可以显著提高纳米CaCO3增韧聚氯乙烯复合材料的拉伸强度和拉伸模量,在纳米CaCO3颗粒表面PMMA包覆层厚度为2nm时,复合材料的拉伸强度和拉伸模量达到极大值.对比于未处理纳米CaCO3和钛酸酯偶联剂处理纳米CaCO3,PMMA接枝改性纳米CaCO3增韧PVC复合材料的拉伸强度得到较大幅度提高.SEM显示,经过PMMA接枝改性后的碳酸钙在PVC基体中分散均匀,与基体界面结合良好.     

硬脂酸/异氰酸酯摩尔比对聚丙烯/木粉复合材料性能的影响

用甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）和硬脂酸（SA）复合改性木粉,在双螺杆挤出机中制备了聚丙烯（PP）基的木塑复合材料（WPC）,研究了SA/TDI摩尔比对木粉表面性能、复合材料力学性能和加工性能的影响。 结果表明,随着SA/TDI摩尔比的增大,改性木粉的表面张力逐渐减小,与PP的界面张力先减小后增大;与未改性的WPC相比,SA/TDI复合改性剂对WPC的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度影响不明显,但对无缺口冲击强度提升较大;当SA/TDI摩尔比为1.07时,复合材料的无缺口冲击强度和熔体质量流动速率分别达到9.74 kJ/m2和13.12 g/10 min,分别比未改性WPC提高了77%和22%。     

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。     

PP/EPDM/CaCO_3三元复合材料的相结构及力学性能研究

采用以化学键合方式在CaCO3表面包覆上聚丙烯蜡和将改性后的CaCO3先与EPDM复合、再与PP复合的工艺,制备PP/EPDM/CaCO3三元复合材料,以期在PP基体材料中得到EPDM包裹CaCO3的相结构.通过测量三元复合体系中各组分的表面张力,计算各可能组分对之间的界面张力和黏结功,分析三元复合体系中可能的相结构.热力学计算结果表明,三元复合体系中既存在以EPDM为壳、CaCO3为核的"核壳结构",又存在CaCO3与EPDM各自独立分散在PP基体中的结构.电镜照片进一步揭示,在PP/EPDM/改性CaCO3三元复合体系与PP/EPDM/未改性CaCO3三元复合体系中,这两种相结构的比例是不同的,在前者中以核壳结构为主.CaCO3表面性质的不同是产生这一差别的原因.由于这一结构差别的存在,PP/EPDM/改性CaCO3三元复合体系比PP/EPDM/未改性CaCO3三元复合体系具有更好的力学性能.当EPDM用量为8 phr、改性CaCO3用量为15 phr时,三元复合体系的冲击强度达14.25 kJ/m2,是纯PP的3.17倍.     

马来酸酐化1,2-聚丁二烯熔融接枝聚丙烯木塑复合材料相容剂的研究

采用熔融接枝法,将马来酸酐化1,2-聚丁二烯(MAPB)在过氧化二异丙苯(DCP)的存在下接枝到聚丙烯(PP)上。使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)和差示扫描量热(DSC)法对接枝产物进行表征,将其作为木塑复合材料(WPCs)界面相容剂,以复合材料力学性能为指标对接枝工艺配方进行评价。结果表明:MAPB可以与PP发生接枝反应,并且MAPB的加入能够提高PP的结晶温度和热稳定性。当接枝反应温度为180℃,质量比m(MAPB)∶m(PP)∶m(DCP)=13∶37∶0.2时,所制得的接枝产物对木塑复合材料力学性能提高有最好的效果,以此来确定MAPB-g-PP的工艺配方。     

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.     

固相力化学方法回收利用废弃聚丙烯/废旧电路板的研究

采用固相力化学技术制备废旧电路板非金属材料(WPCB)改性粉体,填充废弃聚丙烯(PP),制备了高性能废旧PP/WPCB复合材料,研究了固相剪切对WPCB粒度、粒度分布以及PP/WPCB复合材料结构、流变性能和力学性能的影响。结果表明,磨盘碾磨使WPCB粉体体积粒径由282.4μm降到63.5μm,比表面积由0.06m2/g提高到0.14m2/g,粒度分布明显变窄,玻纤与环氧树脂剥离效果明显。固相力化学方法制备WPCB粉体填充废旧PP后,其分散大幅改善,加工性能明显优于未碾磨体系,复合材料力学性能优于纯PP和未经固相力化学处理的PP/WPCB复合材料,相对于纯PP拉伸强度提高14.6%,弯曲模量提高82.5%,缺口冲击强度提高11.2%。得到的材料表面色泽均一、成本低廉,具有良好工业化前景。     

PBT/POE-g-MAH/PP共混体系的相态结构与性能

采用马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE-g-MAH)与聚丙烯(PP)在双螺杆挤出机上进行熔融共混,制备了3种新型增韧改性剂.研究了增韧改性剂的种类及其用量对共混物的力学性能、相形态结构、熔融与结晶行为的影响.力学性能测试表明,POE-g-MAH与适量PP并用具有显著的协同增韧作用,当POE-g-MAH与PP的配比为70/30时,所得增韧改性剂(POEg2)具有最佳的增韧效果.当POEg2含量达到15%时,共混物的缺口冲击强度(Is)从纯PBT的7.5 kJ/m2提高到51.2 kJ/m2,与15%的纯POE-g-MAH弹性体增韧PBT具有相近的缺口冲击强度值.同时,共混物的拉伸强度(σb)损失最小.采用AFM和SEM观察发现,新型增韧改性剂作为分散相具有软壳-硬核结构.DSC测试表明,随增韧改性剂中PP含量增加到一定值时,壳-核结构中软壳层出现不完整现象,导致界面作用力减小,共混物的Is和σb都出现明显下降.     

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.     

ENR-25改性CaCO3填充LDPE的复合材料的研究

用环氧程度为25％的环氧化天然橡胶（ENR－25）改性轻质CaCO3。研究了改性方法，改性剂用量，CaCO3填充量对低密度聚乙烯（LDPE）材料与性能的影响。结果表明，7．5％的ENR－25湿法改性有效地改善了CaCO2在LDPE中的分散性及相容性，增强了界面作用强度，使材料在拉伸强度保持较高的情况下，拉伸弹性模量，撕裂强度和断裂伸长率得到有效的提高。     

疏水球状碳酸钙的制备、表征及对聚丙烯力学性能的影响

以十二碳醇磷酸酯(DDP)为改性剂, 采用碳化法制备了分散性良好的球状碳酸钙粒子. 通过FESEM, XRD, FTIR及活化度和接触角测试对产物进行了表征. XRD分析结果表明, 随着DDP添加量的增加, 所得CaCO3由方解石型向文石型转变. FTIR结果表明, 改性剂与碳酸钙表面是以化学键合和物理吸附方式相结合. 当DDP含量达到2%时, 接触角为120.43°, 活化度达到99%, 碳酸钙粒子由亲水性转变为完全疏水性. 考察了反应温度和DDP含量对产物形貌与结晶行为的影响, 并对改性机理进行了初步探讨. 将产品填充到聚丙烯(PP)中, 测定了PP的力学性能.     

The influence of nano‐PS particle on structure evolution and electrical properties of PP/PS

The polypropylene‐g‐polystyrene (PP‐g‐PS) copolymers with different grafting ratios are used as compatibilizers to control the size of polystyrene (PS) particles at nanometer scale in polypropylene (PP) matrix. Then the PP/PS insulating nanocomposites (containing 10 wt % PS calculated from PS and PP‐g‐PS) are manufactured. With the increase in grafting ratio of PP‐g‐PS, the size of PS particle is reduced and the interfacial adhesion is enhanced. Meanwhile, the dielectric properties, DC breakdown strength and volume resistivity are increased with the decreasing of PS particle size. The spherulite size of PP is decreased and the boundary between crystals and amorphous regions is blurred or even disappears due to the presence of PS nanoparticles. This evolution of PP structure is attributed to the serious entanglements of PP and PS molecular chains. Finally, the correlation between morphological structure and electrical properties is ultimately established based on the in‐depth understanding of the molecular chain movement, crystal structure, and phase morphology. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2018 , 56, 706–717     

超细CaCO_3的粒子尺寸对PP结晶行为的影响

The effects of CaCO3 on the crystallization behavior of polypropylene (PP) were studied by means of DSC and WAXD.The average sizes of the CaCO3 powders used were 0.1μm (UC) and 0.5μm (GC),respectively.The PP/CaCO3 composites at compositions of 1phr and 10 phr were investigated.The results showed that the addition of CaCO3 reduced the supercooling,the rate of nucleation and the overall rate of crystallization (except for the 10phr UC/PP sample).The crystallinity of PP was increased and the size distribution of the crystallites of α-PP was broadened.On the other hand,the crystallization rate of 10phr UC/PP is 1.5 times higher than that of neat PP.It has an overall rate of crystallization 2 times as much as that of the neat PP and has the maximum crystallinity.The sizes of crystallites and the unit cell parameters of α-PP were varied by the addition of CaCO3.β-PP was formed by addition of GC and was not detected by addition of UC.The differences of crystallization behaviors of PP might be attributed to the combined effects of the content and size of CaCO3 filled.     

填充增韧聚丙烯复合材料的断裂韧性及增韧机理

用表面处理的ＣａＣＯ３填充聚丙烯（均聚物ＰＰ），ＰＰ／ＣａＣＯ３复合材料的杨氏模量和缺口冲击强度同时得到增加，克服了通常填料填充聚合物降低韧性的缺点．用Ｊ积分研究其断裂韧性给出：裂纹扩展阻力ｄＪ／ｄ（△ａ）低是聚丙烯缺口脆性的主要原因，随着填料体积分数Ｖｆ的增加ＰＰ／ＣａＣＯ３的Ｊｃ出现一极大值，但其裂纹扩展阻力却不断增大；用裂纹引发点后的Ｊｃ＝Ｊｃ＋［ｄＪ／ｄ（△ａ）］·△ａ＝Ｊｅ（Ｊ积分弹性分量）＋Ｊｐ（Ｊ积分塑性分量）可全面表征韧性聚合物材料的断裂韧性；ＰＰ／ＣａＣＯ３的Ｊｐ明显增加，是裂纹扩展阻力和Ｊｔ增加的原因．ＳＥＭ分析结出，ＣａＣＯ３填料在裂尖损伤区内引起强烈的空洞化损伤，并增强了裂尖钝化破坏过程，这些细观损伤机制的变化，导致能量耗散增加，可用滞后分量Ｊｈ定量表征．由此给出聚合物材料被增韧的Ｊ积分判据为：复合材料的Ｊｈ＞基体的Ｊｈｍ．     

马来酸酐-苯乙烯熔融接枝聚丙烯的影响因素及其性能研究

用单螺杆挤出机制备了马来酸酐 (MAH) 苯乙烯 (St)对聚丙烯 (PP)的多组分单体自由基熔融接枝体系 .研究证实了当两种单体物质的量比约为 1∶1时 ,接枝物的接枝率最高 ,而熔体流动速率 (MFR)最大 .对反应体系影响因素的研究表明单体用量和引发剂用量对不同单体用量比的系列接枝物的接枝率会产生不同的影响 ;另外 ,单体用量增加 ,接枝物的MFR减小 ,过氧化二异丙苯 (DCP)用量增加 ,接枝物的MFR增加 .对多单体熔融接枝聚丙烯PP g (MAH co St)的力学性能研究发现 ,选用合适的单体用量比、单体用量和DCP用量时 ,所制备的接枝物可具有与纯PP相当或更佳的力学性能