填加改性洗矸的PE复合材料力学性能研究

摘要

聚乙烯具有良好的抗酸碱腐蚀性、柔韧性、易成型性、耐低温性、耐磨性，但其力学强度较低，从而限制了其在工程材料领域的发展。因此，本课题致力于研制出力学强度优异的以改性洗矸为填料的 PE 复合材料。实验以单体残留量为依据，通过正交实验确定了不同有机改性剂改性洗矸的最佳工艺条件；通过 SEM 和激光粒度仪确定了不同改性粒子的包覆效果；通过拉伸强度、冲击强度、硬度等力学性能的测试，确定出各种复合粒子与 PE 的最佳比例以及效果最佳的有机改性剂；最后对最佳改性的复合粒子和复合材料进行了XRD、粒径、断裂伸长率和SEM等性能的测试与分析。
　　结果表明：在最佳工艺条件下，各种改性洗矸复合粒子的单体残留量均低于 0.07%；经过有机改性剂改性后的洗矸复合粒子的粒径明显增大，四种聚合物均能较好的包覆在洗矸的表面及片层间，其中丙烯酸乙酯改性的洗矸粒子其平均粒径最大；四种复合粒子和PE的比例均为3：7时，复合粒子整体的力学性能较好，其中丙烯酸乙酯改性的力学性能最佳；丙烯酸乙酯含量在 20%-40%时，对改性粒子的粒径和晶体结构影响不大，丙烯酸乙酯改性洗矸/PE 复合材料的拉伸断裂和冲击断裂均为韧性断裂，丙烯酸乙酯改性洗矸粒子在复合材料中的比例在20%-40%时，对复合材料的拉伸和冲击断裂伸长率影响不大。

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1 绪论

1.1 煤矸石概述

1.2 有机改性剂

1.3 引发剂的相关介绍

1.4 原位聚合法分子复合材料

1.5 聚乙烯改性的相关介绍

1.6 本课题研究的目的、意义和主要内容

2 实验方法及过程

2.1 实验药品及原料

2.2 实验仪器及设备

2.3 洗矸/有机改性剂复合粒子的制备

2.4 样品制备方法

2.5 性能测试与结构表征

3 结果与分析

3.1 洗矸/聚甲基丙烯酸甲酯复合粒子的结果与分析

3.2 洗矸/聚丙烯酸乙酯复合粒子的结果与分析

3.3 洗矸/聚丙烯酸复合粒子的结果与分析

3.4 洗矸/聚苯乙烯复合粒子的结果与分析

3.5 各因素对单体残留量影响的结果与分析

3.6 洗矸/有机改性剂复合粒子的粒径结果与分析

3.7 复合粒子与PE的比例对力学性能影响的结果与分析

3.8 丙烯酸乙酯改性洗矸粒子及PE复合材料性能分析

结论

参考文献

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