聚丙烯耐高温改性研究及异相粒子对聚丁烯-1结晶性能的影响

摘要

本文分两部分,第一章研究了聚丙烯(PP)耐高温改性的方法,主要通过增强改性,采用双螺杆挤出机挤出制备PP/玻纤粒料,采用注塑机注射成标准样条,然后对复合材料的力学性能、耐热性能进行测试;研究结果如下:
　　通过力学性能、耐热性能测试,三种树脂中,树脂A的拉伸强度、弯曲模量及维卡软化点是三种树脂中最好的,但韧性却不是三种树脂中最好的。1.2wt%的助剂D的加入改善了树脂A的韧性及耐热性。玻纤的加入对树脂A力学性能及耐热性能的提高作用最显著。
　　第二章采用DSC、POM和XRD研究了异相粒子炭黑(CB)、滑石粉(talcum)以及蒙脱土(MMT)对聚丁烯-1(PB-1)的熔融与结晶行为、结晶形态、结晶动力学和晶型转变的影响。研究结果如下:
　　PB在MMT中没有发生插层现象,MMT的加入促进了晶型Ⅱ向晶型Ⅰ的转变,并且MMT在基体中分散越好,晶型转变速率越高。适量MMT的加入起到异相成核剂的作用,能够在一定程度上提高PB的结晶能力。不同的添加组分对体系熔融行为及结晶行为的影响程度不同。当在PB中加入MMT后,高温结晶成核率显著提高,球晶完善程度提高。PB在低温结晶时成核率本就很高,加入适量的MMT后,晶核数量在原有基础上得到明显提高,晶体因晶核密集而发生簇拥、变形。进一步加入PP-g-MAH后,PB的成核率得到大幅度提高,提高了纳米复合材料的结晶性能。
　　1wt%的通用滑石粉即可明显促进PB-1的结晶过程:使结晶温度向高温方向移动5.4℃,结晶热焓提高2.7J·g-1,结晶的熔融温度升高2.7℃,熔融焓增加6.4J·g-1。当滑石粉用量由1wt%增加到10wt%时,结晶温度和晶体熔融温度基本不变,但结晶焓和熔融焓降低。POM研究也表明了滑石粉对PB-1具有明显成核作用,但球晶的成核方式和三维生长机制保持不变。XRD研究表明,滑石粉对PB-1的晶型转变稍有促进作用:材料加工后55h即可完成品型Ⅱ到品型Ⅰ的转变。
　　0.5wt%的CB明显促进了PB-1的结晶过程:使结晶温度向高温方向移动,结晶热焓和结晶的熔融温度提高。当CB用量由0.5wt%增加到3wt%时,结晶温度随CB用量增加而稍有提高,但结晶焓变化不大。POM研究表明CB对PB-1具有明显成核作用,而且有的体系中球品的成核方式发生了改变,但球晶的三维生长机制保持不变。XRD研究表明,CB对PB-1的晶型转变没有促进作用:材料加工后55h仅完成晶型Ⅱ到晶型Ⅰ的绝大部分转变。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

一、聚丙烯耐高温改性

1.1 聚丙烯简介

1.2 PP高性能化及其研究进展

1.3 PP耐高温改性的研究目的及意义

二、异相粒子对聚丁烯-1结晶性能的调控研究

2.1 聚丁烯-1结构与性能

第二章 树脂及其聚集态结构与耐高温性的关系

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 主要原料与设备

2.2.2 材料制备

2.2.3 测试分析

2.3 结果与讨论

2.3.1 树脂选择与耐高温性的关系

2.3.2 聚集念结构与耐高温性的关系

2.3.3 玻纤增强与耐高温性的关系

2.4 结论

第三章 蒙脱土对聚丁烯-1结晶性能的影响研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 原料

3.2.2 材料制备

3.2.3 测试分析

3.3 结果与讨论

3.3.1 MMT在PB中的分散

3.3.2 MMT在PB中的分散状态对PB晶型转变周期的影响

3.3.3 MMT在PB中的分散状态对PB结晶行为的影响

3.3.4 PB/MMT纳米复合材料的结晶形态

3.4 结论

第四章 滑石粉对聚丁烯-1结晶性能的影响研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 主要原料

4.2.2 材料制备

4.2.3 测试分析

4.3 结果与讨论

4.3.1 PB-1/talcum复合材料的熔融行为

4.3.2 PB-1/talcum复合材料的结晶行为

4.3.3 PB-1/talcum复合材料的非等温结晶动力学

4.3.4 滑石粉对PB-1结晶形态的影响

4.3.5 滑石粉对PB-1晶型转变的影响

4.3.6 PB-1/talcum复合材料的力学性能

4.4 本章结论

第五章 炭黑对聚丁烯-1结晶性能的影响研究

5.1 引言

5.2 实验部分

5.2.1 主要原料

5.2.2 材料制备

5.2.3 测试分析

5.3 结果与讨论

5.3.1 PB-1/CB复合材料的熔融行为

5.3.2 PB-1/CB复合材料的结晶行为

5.3.3 PB-1/CB复合材料的非等温结晶动力学

5.3.4 CB对PB-1结晶形态的影响

5.3.5 CB对PB-1晶型转变的影响

5.3.6 PB-1/CB复合材料的力学性能

5.4 本章结论

结论

参考文献

致谢

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