聚丙烯/聚碳酸酯共混物的结构与性能研究

摘要

本文选用PP-g-MAH(马来酸酐)和PP-g-GMA(甲基丙烯酸缩水甘油脂)做增容剂,线形酚醛树脂(PF)做增容助剂的配方体系,分别在单、双螺杆挤出机中采用熔融共混法制备了一系列聚丙烯(PP)和和聚碳酸酯(PC)共混物.研究了不同加工条件、不同PP与PC共混比和不同增容体系情况下共混物微观结构与宏观性能. 应用红外光谱(FT-IR)分析表明PC的端基和增容剂、增容助剂发生了反应.应用动态热机械分析(DMA)测定了共混体系的玻璃化转变温度,发现添加增容剂和增容助剂的确起到改善相容性作用. 用相差显微镜(PCM)和扫描电镜(SEM)观察了PP/PC共混物的相结构. 并通过图像处理技术,计算了共混体系的特征参数. 使用偏光显微镜(PLM)观察了在室温下结晶的共混物中PP相的结晶形貌. 应用X射线衍射(WAXS)测定并计算了共混物中PP相的结晶结构、晶体尺寸和结晶度的变化.使用差示扫描量热分析(DSC)方法研究了共混物中结晶相PP的热性能和等温及非等温结晶动力学. 对共混体系进行了小角激光光散射(SALS)的H<,v>和V<,v>散射研究,计算了表征结晶尺度的相关距离、表征相尺寸的相关距离、平均弦长和相颗粒的平均直径,并与PCM和GEM的计算结果进行了比较.利用小角X光散射(SAXS)得到的I-θ曲线计算了共混体系的长周期L,并对增容共混体系的界面层进行了分析. 分别采用平行板流变仪和毛细管流变仪测得剪切速率对共混物熔体剪切粘度和剪切应力变化的流变特性,并考察了熔融温度对共混物熔体流变性的影响. 研究了不同配方共混物的拉伸性能、弯曲性能、硬度和冲击强度等力学性能；将弯曲试样预制单边尖锐缺口,采用三点弯曲实验方法:用J积分表征了PP/PC共混物的断裂韧性.

目录

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第一章绪论

1.1聚合物的共混改性

1.1.1前言

1.1.2聚合物共混改性的方法

1.1.3聚合物之间的相容性

1.1.4.增容作用及增容方法

1.1.5.聚合物共混物的形态结构

1.2聚丙烯高性能化的研究

1.2.1合成多品种和牌号的PP树脂

1.2.2.对PP进行化学改性

1.2.2.对PP进行物理改性

1.2.3.通过微观复合方法

1.2.4.通过控制PP的成型加工工艺获得高性能PP材料

1.3聚丙烯/聚碳酸酯共混材料的研究概况

1.3.1简单共混的PP/PC共混体系

1.3.2增容的PP/PC共混体系

1.3.3填充改性的PP/PC共混体系

1.4本课题研究的内容

1.4.1本课题研究的目的和立题依据

1.4.2本课题的主要研究内容

第二章PP/PC共混物的制备和加工

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1实验原料

2.2.2实验设备

2.2.3实验配方

2.3共混物制备

2.4测试试样制备

第三章PP/PC共混物的增容和相形态结构研究

3.1前言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.3.1红外光谱分析

3.3.2动态力学分析(DMA)

3.3.3相差显微镜照片分析

3.3.4扫描电子显微镜照片分析

3.4本章小结

第四章PP/PC共混物中PP相的结晶结构和结晶行为研究

4.1前言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.3.1偏光显微镜照片分析

4.3.2广角X射线衍射分析(wide angle X ray diffraction，WAXD)

4.3.3 DSC分析方法

4.4本章小结

第五章光散射理论和方法在PP/PC共混物研究中的应用

5.1前言

5.2实验部分

5.3光散射原理

5.3.1光散射基本概念

5.3.2 Debye-Bueche散射公式

5.3.3各向异性体系光散射的统计理论及应用

5.3.4球晶的模型法光散射理论及其应用

5.3.5小角X射线散射理论(SAXS)

5.4结果与讨论

5.4.1 PP/PC共混物的小角激光散射Hv分析

5.4.2 PP/PC共混物的小角激光散射Vv分析

5.4.3 PP/PC共混物的小角X射线散射分析

5.5本章小结

第六章PP/PC共混物的加工流变性研究

6.1前言

6.2实验部分

6.2.1平板流变仪的结构

6.2.2毛细管流变仪的结构

6.3结果与讨论

6.3.1不同共混比PP/PC共混物熔体粘度与剪切速率的关系

6.3.2不同共混比PP/PC共混物熔体粘度与共混组成之间的关系

6.3.3添加增容剂的PP/PC共混物熔体粘度与剪切速率的关系

6.3.4增容剂和PF配合增容的PP/PC共混物熔体粘度与剪切速率的关系

6.3.5 PP/PC共混物熔体粘度与温度的关系

6.4本章小结

第七章PP/PC共混物的力学性能和断裂韧性研究

7.1前言

7.2实验部分

7.3结果与讨论

7.3.1 PP/PC共混物的力学性能分析

7.3.2用J积分法表征PP/PC共混物的断裂韧性

7.4本章小结

第八章 全文结论与工作展望

8.1结论

8.2工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢