微晶白云母/PP/PA6复合材料的制备及其力学性能研究

摘要

聚丙烯(PP)是一种广泛应用的通用塑料,结构规整而易于结晶,生成的球晶较大,使PP易于产生裂纹,冲击强度较低,限制了其应用范围。因此,对PP进行增强、增韧改性显得尤为重要。
　　 论文利用微晶白云母和尼龙6(PA6)对聚丙烯进行增强、增韧改性。在对微晶白云母改性的基础上,采用熔融共混法制备了微晶白云母/PP、PP/PA6/PE-g-MAH、微晶白云母/PP/PA6/PE-g-MAH复合材料,研究了复合材料的力学性能,探讨了微晶白云母与PA6增强增韧PP机理。论文取得的主要成果包括:
　　 1.利用硅烷KH-550偶联剂对微晶白云母进行了表面改性,改善微晶白云母与PP的界面性能。表征结果表明,硅烷KH-550改性微晶白云母的较佳用量为0.9％,硅烷KH-550可能与微晶白云母之间形成了化学键合。
　　 2.制备了微晶白云母/PP复合材料,力学性能分析表明,当添加改性微晶白云母用量为PP质量10％时,复合材料综合力学性能最优,其拉伸强度为36.94MPa,缺口冲击强度为6.25 KJ/m2,分别较纯PP提高了13％和10％。
　　 3.通过对PP/PA6/PE-g-MAH复合材料力学性能研究,优化了相容剂PE-g-MAH的较佳用量为PP质量的4％。
　　 4.微晶白云母/PP/PA6/PE-g-MAH复合材料力学性能研究表明,当微晶白云母和PE-g-MAH添加量分别为PP质量的12％和4％时,体系综合力学性能最优,其拉伸强度为40.1 MPa,缺口冲击强度为8.46 KJ/m2。力学性能明显优于纯PP、微晶白云母/PP、PP/PA6/PE-g-MAH体系。
　　 5.聚丙烯增强增韧机理分析表明,微晶白云母、PP、PA6熔融共混后,PA6和微晶白云母分散在基体PP中。当材料受到冲击时,PP、PA6内部产生的空洞和银纹吸收能量,提高了材料韧性；PP/PA6界面变形、微晶白云母/PP界面变形缓冲能量,提高了材料强度。