成核剂改性聚丙烯制备高韧性复合材料

摘要

聚丙烯（简称PP），在不同的结晶条件下可形成α、β、γ等多种晶型以及近晶结构，而β晶型聚丙烯具有弹性模量和屈服强度较低、抗冲强度和热变形温度较高、在高速拉伸条件下韧性和延展性能好的优点；另一方面，β晶体还能提高聚丙烯的气孔率，改善聚丙烯制品的可印刷性和涂饰性。本文采用自制庚二酸钙（CaHA）以及CaCO3和SiO2与聚丙烯熔融共混，制备了不同PP复合材料，并进行了宏观力学性能测试、界面性能表征以及热性能测试，研究了试样冲击断面形貌，并对材料的加工工艺做了探讨。
　　本论文的主要成果：
　　1.庚二酸与氢氧化钙反应成功制得庚二酸钙，反应过程添加水量与反应物的摩尔比为4:1时，制得的庚二酸钙的分解温度最高，庚二酸钙的热稳定性最好。
　　2.庚二酸钙使聚丙烯材料中的α晶型大量地转变成β晶型，当庚二酸钙含量为1％时，复合材料的综合力学性质达到最优。冲击强度达到32.8 kJ/m2，拉伸强度达到38.8 MPa，弯曲强度达到31.6 MPa。当挤出过程中料筒各区温度为200℃、200℃、205℃、210℃、210℃，螺杆转速为240 rpm；注塑机料筒温度为220℃，模具温度为40℃时材料的综合力学性能进一步提高。
　　3.适量地加入CaCO3和SiO2分别与CaHA复配时，混杂成核剂对于促进β晶型的生成具有协同作用。CaCO3与CaHA复配时，CaCO3含量为1%，CaHA含量为1%时，改性PP材料的综合力学性质最好，?晶的相对含量（Kβ）达到0.65；SiO2与CaHA复配时，SiO2含量为1%，CaHA含量为0.5%时，改性PP材料的综合力学性能最好，Kβ达到0.62。与单一成核剂相比复配成核剂可以使材料的各项性能更优。

目录

第1章 绪论

1.1 PP简介

1.2 PP成核剂的研究概述

1.3 PP成核剂的作用机理

1.4 PP增强增韧改性

1.5本文研究的主要内容和意义

第2章 庚二酸钙的制备与表征

2.1实验部分

2.2 性能测试

2.3 结果与讨论

2.4 合成工艺

2.5 结论

第3章 CaHA对聚丙烯的成核效果与材料加工工艺

3.1 实验部分

3.2 性能测试

3.3 结果与讨论

3.4 CaHA/PP材料加工工艺研究

3.5 结论

第4章 CaCO3复配CaHA混杂成核剂改性聚丙烯

4.1 混杂成核剂中CaHA的含量对PP性能的影响

4.2 混杂成核剂中CaCO3的含量对PP性能的影响

4.3 结论

第5章SiO2复配CaHA混杂成核剂改性PP

5.1混杂成核剂中CaHA的含量对PP性能的影响

5.2 混杂成核剂中SiO2含量对PP性能的影响

5.3 经济效益分析

5.4 结论

全文结论

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的科研成果