柠檬石膏/聚丙烯复合材料的制备与性能研究

摘要

本文对柠檬石膏进行预处理与表面处理，作为聚丙烯(PP)的填料，主要包括以下内容：　　一、研究了单一偶联剂和复合偶联剂处理的柠檬石膏的改性机理，结果表明无论是单一还是混合联剂表面处理柠檬石膏，填料表面都有化学包覆。　　二、研究了经过单一和混合偶联剂处理的柠檬石膏添加的PP复合材料的力学性能。结果表明钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂对柠檬石膏的处理效果优于硬脂酸。混合偶联剂表面处理的柠檬石膏填充PP的复合材料在强度有小幅下降的情况下韧性有一定提高。　　三、研究了柠檬石膏/PP复合材料的流变行为，表明单一偶联剂表面处理的柠檬石膏较未处理的柠檬石膏与PP有更好的粘结；混合偶联剂表面处理的柠檬石膏较单一偶联剂表面处理的柠檬石膏与PP有更好的粘结。　　四、研究了柠檬石膏/PP复合材料的非等温结晶，结果表明随着降温速率的增大，PP及柠檬石膏/PP复合材料的Tp向低温方向移动，且柠檬石膏/PP复合材料的Tp较PP来说有一定提高。柠檬石膏/PP复合材料的t1/2较PP有所下降，因为柠檬石膏有明显的异相成核的作用，单一偶联剂处理的柠檬石膏更有利于PP的结晶。柠檬石膏的加入降低了复合材料中PP的结晶活化能，经过表面处理的柠檬石膏使得复合材料中PP的结晶活化能有所提高。

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第一章 绪论

1.1 复合材料概述

1.1.1 复合材料的定义和分类

1.1.2 聚合物基复合材料的特性

1.1.3 复合材料的重要作用

1.2 无机填料表面改性方法以及对复合材料性能的影响

1.2.1 偶联剂

1.2.2 表面活性剂

1.2.3 等离子体表面处理

1.2.4 表面接枝改性

1.2.5 辐射改性

1.3 填料-聚合物的界面作用理论

1.4 聚合物基复合材料的应用

1.4.1 航空航天工业的应用

1.4.2 交通运输业的应用

1.4.3 建筑工业的应用

1.4.4 防腐设备方面的应用

1.4.5 机械制造方面的应用

1.5 聚合物基复合材料的意义和发展前景

1.6 柠檬石膏的特点和应用

1.7 本论文的目的及意义

第二章 柠檬石膏的预处理和偶联剂表面改性机理

2.1 实验原料

2.2 实验器材

2.3 实验方法及步骤

2.3.1 柠檬石膏的去酸、脱水

2.3.2 粒度的测定

2.3.3 柠檬石膏的表面改性

2.3.4 红外光谱的测定

2.4 结果分析与讨论

2.4.1 柠檬石膏脱酸

2.4.2 柠檬石膏的脱水

2.4.3 柠檬石膏粒度的测定

2.5 红外光谱测定

2.5.1 几种偶联剂的对填料的改性机理

2.5.2 红外数据分析

2.6 本章小结

第三章 柠檬石膏/PP复合材料的制备及性能测试

3.1 实验原料

3.2 实验器材

3.3 实验方法及步骤

3.3.1 柠檬石膏/PP复合材料的制备

3.4 测试与表征

3.4.1 力学性能测试

3.4.2 扫描电镜(SEM)观察

3.5 结果分析与讨论

3.5.1 柠檬石膏/PP复合材料的力学性质

3.5.2 混合偶联剂处理数据

3.5.3 柠檬石膏/PP复合材料冲击断面形貌

3.6 本章小结

第四章 柠檬石膏/PP复合材料的流变行为

4.1 流变基础知识

4.2 剪切速率与剪切应力的关系

4.3 1gr 与1gηa的关系

4.4 非牛顿指数

4.5 本章小结

第五章 柠檬石膏/PP复合材料的非等温结晶动力学

5.1 实验原料

5.2 DSC测试

5.3 聚合物结晶

5.4 结果与讨论

5.4.1 非等温条件下的PP及柠檬石膏/PP复合材料的结晶行为

5.4.2 PP及柠檬石膏/PP复合材料的非等温结晶动力学研究

5.5 本章小结

第六章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文