纳米三氧化二锑/碳纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的研究

摘要

聚丙烯(PP)是一种在工业生产和生活中最常使用的工程塑料，PP材料及其制品具有绝缘性能良好、耐腐蚀、可塑性强等特性，但PP 及其制品力学性能较低、存在低温脆断和易燃烧等缺点，为了提高其综合性能，使PP 更加广泛的应用到各个领域，可通过填充纳米粒子和纤维制品等方法对PP进行改性。 本文采用球磨分散法和熔融共混法制备了纳米 Sb2O3/BEO-PP、CFs/BEO-PP、Sb2O3/CFs/BEO-PP 复合材料，并对其拉伸、冲击性能进行测试，使用扫描电子显微镜(SEM)对拉伸和冲击断口的表面形貌进行观察，以研究纳米Sb2O3粒子与CFs对PP 的增韧机理，通过XRD、DSC表征对纳米Sb2O3/BEO-PP、CFs/BEO-PP、Sb2O3/CFs/BEO-PP复合材料的结晶性能进行研究，并讨论结晶性能对力学性能的影响。研究结果表明： 1. KH550有效的对纳米Sb2O3表面进行了改性，当纳米Sb2O3粒子添加到PP基体中后，纳米 Sb2O3粒子在 PP 基体中的分散性及纳米粒子与基体的界面相容性得到显著提升。 2.随着Sb2O3粒子含量的增加，Sb2O3/BEO-PP复合材料的力学性能逐渐增强，纳米Sb2O3质量分数超过2%后，纳米Sb2O3/BEO-PP复合材料的力学性能逐渐降低；同时,纳米Sb2O3在PP基体中作为异相成核点可以提高PP基体的结晶度，细化晶粒。 3. CFs/BEO-PP复合材料的拉伸性能在CFs的质量分数为4%时达到最大，拉伸强度达到55.96MPa，杨氏模量达到1.396GPa，拉伸强度和杨氏模量都显著的提高，表明CFs对PP基体有很好的增韧、增强作用。 4. Sb2O3/CFs/BEO-PP复合材料的杨氏模量在纳米Sb2O3和CFs质量分数分别为2%、4%时，达到最大，为1.521GPa；Sb2O3/CFs/BEO-PP 复合材料的冲击强度在纳米Sb2O3质量分数为3%、CFs质量分数为4%时，达到最大，为83.73Jm-1。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 聚丙烯及其复合材料研究现状

1.3 三氧化二锑研究现状

1.4 碳纤维改性聚合物研究现状

1.5 课题研究意义

1.6 研究内容、拟解决的问题及课题创新性

第2章 表面改性对纳米Sb2O3/聚丙烯复合材料的力学及结晶性能的影响

2.1 前言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 小结

第3章 改性纳米Sb2O3含量对聚丙烯复合材料力学性能的影响

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第4章 改性碳纤维对聚丙烯复合材料力学性能的研究

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 小结

第5章 改性纳米Sb2O3/CFs对聚丙烯复合材料力学性能的研究

5.1 前言

5.2 实验部分

5.3 结果与讨论

5.4 小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文