纳米碳酸钙、交联聚苯乙烯刚性微粒改性聚丙烯的应用研究

摘要

聚丙烯的低温脆性限制了它更广泛的应用，对其进行改性是当前研究的焦点。本论文将无机、有机刚性粒子进行包覆处理，期望提高粒子与基体之间的界面相容性，达到更好的增韧、增强PP的目的。 本文采用乳液聚合的方法制备了用于PP增韧、增强的交联聚苯乙烯粒子(CPMB)，探讨了单体浓度、引发剂、乳化剂和交联剂用量对CPMB粒径和交联度的影响；采用无硫硫化工艺制备了用于微粒包覆的预硫化天然胶(NR)，探讨了过氧化物、交联助剂种类和用量及硫化工艺对NR性能的影响。 在此基础上，用力学性能测试评价了NR包覆纳米CaCO3(N-CaCO3)和NR包覆CPMB(N-CPMB)对PP的改性效果，结果表明：包覆NR可提高纳米CaCO3在PP中的分散性，使复合PP的悬臂梁冲击强度比PP提高75％；与N-CaCO3相比，N-CPMB与PP的相容性更好，改性效果更显著，在N-CPMB用量仅为3wt％时就可使复合PP的简支梁与悬臂梁冲击强度分别提高68％和88％。扫描电镜观察发现：复合PP冲击断面的基材上有塑性形变的破坏痕迹，N-CPMB以次级团聚粒子为增强单元均匀分布在基材中，说明其是通过表面的橡胶与PP优良的相容起到增强、增韧作用。 DSC分析表明：CPMB和N-CPMB均可使PP在较高的温度下提前结晶，加快PP在高温区的成核速率，同时也阻碍了PP球晶的生长速率，使总结晶度降低，相对而言N-CPMB有更好的效果；偏光显微镜观察揭示N-CPMB有诱导PP结晶和减小PP球晶尺寸的作用。XRD还佐证了使PP结晶度降低的主要原因是N-CPMB阻碍PP(α-110)晶面的生长。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章天然橡胶的无硫硫化

第三章硫化天然胶包覆纳米碳酸钙改性聚丙烯的研究

第四章交联聚苯乙烯刚性粒子的合成及对聚丙烯的改性

第五章交联聚苯乙烯刚性粒子复合聚丙烯的结晶行为研究

第六章结论及创新点

致谢

攻读硕士研究生期间发表的学术论文