稀土偶联剂在无机刚性粒子增韧聚丙烯中应用及机理研究

摘要

考察了新型稀土偶联剂在无机刚性粒子增韧聚丙烯(PP)体系中的作用,研究了无机粒子对聚丙烯的增韧作用及增韧机理,特别是增韧体系中聚丙烯的结晶特性、添加物化学组成与晶型产生之间的关系.研究表明:1.稀土偶联剂用作无机粒子的表面处理剂对CaCO<,3>、BaSO<,4>、Mg(OH)<,2>、Mica和Talc等无机粒子的处理不同,经稀土改性剂处理的CaCO<,3>与聚丙烯的复合物,在一定条件下缺口冲击强度可达到纯PP的2倍、断裂伸长率可达纯PP的3倍左右,表现出显著的无机粒子增韧效果;但用稀土偶联剂处理过的BaSO<,4>、Mg(OH)<,2>、Mica和Talc等无机物,对PP的增韧效果不如CaCO<,3>明显.2.稀土偶联剂对CaCO<,3>处理效果良好的主要原因可归结为:a、处理过程中稀土偶联剂与CaCO<,3>之间除了物理吸附作用外,还发生了化学作用,在CaCO<,3>表面形成了牢固的包覆层,改变了无机粒子的表面性能,当CaCO<,3>与聚丙烯复合时,既改善其在PP基体中的分散性,二者之间又可能形成有利于增韧的界面相;b.单独的CaCO<,3>可促进基体PP的结晶速率,但不会改变PP的结晶晶型,而稀土偶联剂处理过的CaCO<,3>不仅能更显著地促进PP结晶,细化球晶尺寸,还会改变基体PP的结晶晶型,除韧性较低的α晶型外,还诱导基体产生一定量具有优异抗冲性能的β晶型.即稀土偶联剂不仅起到偶联剂的作用,与CaCO<,3>一起,还起到β晶型成核剂的作用.本论文工作对有效利用我国特有的稀土资源,开发新型的偶联剂及聚丙烯β晶型成核剂,实现通用塑料PP的高性能化有一定的意义.