聚丙烯/空心玻璃微球复合材料的结构与性能

摘要

空心玻璃微球具有特殊的中空球形结构、密度较小,可以通过改变其粒子大小及壁厚调节它的力学强度,在很多领域有广泛应用。随着空心玻璃微球制造技术的发展,近年来,已经可以制得一类超硬、超高抗压强度的空心玻璃微球,有望应用于热塑性塑料中。
　　空心玻璃微球属于无机材料,它与聚合物之间的相互作用不强,相容性较差,所以对空心玻璃微球的表面处理是必要的。本文采用了一种超硬的空心玻璃微球S60HS,使用硅烷偶联剂KH-550和增容剂PP-MAH来改善填料和聚丙烯之间的相容性。通过挤出和注塑工艺,制备得到了空心玻璃微球聚丙烯复合材料,主要研究了填料填充量、表面改性方法对复合材料的形貌、密度、力学性能等的影响。结果表明,空心玻璃微球能明显降低聚丙烯材料的密度,且绝大部分空心填料保持了完整的球形结构。同时,复合材料的黏度和加工性能没有受到填料的加入而产生明显的影响。力学性能测试结果显示,未改性的空心玻璃微球大幅度降低了材料的拉伸强度和冲击强度,对材料模量的影响不大。增容剂PP-MAH能够在一定程度上改善填料和聚合物的相容性,能够提高材料的拉伸强度,并且略微提高了材料的模量,却对材料的冲击强度不利。硅烷偶联剂改性的填料对材料的力学性能有利,能够大幅度增加材料的模量。材料断面的扫描电子显微镜照片说明了填料的改性提高了其与聚合物的相互作用,动态力学分析的结果同样印证了这一结论。材料的X射线衍射和扫描示差热分析结果表明填料在一定程度上促进了聚丙烯的结晶过程。弹性体POE的加入能够弥补填料引起的冲击强度损失,但是降低了材料的拉伸强度和模量,增容剂POE-MAH的加入能够在不降低材料拉伸强度的情况下,大幅度提高材料的冲击强度。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1绪论

1.1 引言

1.2玻璃微球简介

1.3 空心玻璃微珠复合材料现状

1.4 聚丙烯复合材料发展概况

1.5 选题的目的意义及主要内容

2实验部分

2.1 实验原料

2.2 实验设备及仪器

2.3 复合材料的制备及表征

2.4 复合材料的结构与性能表征

3实验结果与讨论

3.1 HGB对PP结构与性能的影响

3.2增容剂对PP/HGB复合材料结构与性能的影响

3.3 改性HGB对PP复合材料结构与性能的影响

3.4 PP/HGB复合材料的结晶行为分析

3.5弹性体POE及增容剂POE-MAH对材料力学性能的影响

4 全文总结

致谢

参考文献

附 录 作者在硕士论文期间发表的文章