聚丙烯木粉复合材料的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文聚丙烯/木粉复合材料的研究摘要木塑复合材料（WoodPlasticsComposites，简称WPC）是一种用木粉（WoodFlour,WF）、木纤维或植物纤维填充热塑性聚合物的复合材料，兼有木材和塑料的优点。聚丙烯（Polypropylene,PP）具有密度小、力学性能优良、化学稳定性好等优点，作为木塑复合材料的基体有很大优势。然而线型PP/WF冲击性能较差，加入木粉后，复合材料的冲击性能有大幅下降。本课题以木粉/聚丙烯复合材料为研究对象，运用多种方法来改善其冲击性能，都获得了良好的效果。具体内容如下：1、采用长支化方法改善PP/WF的冲击性能。我们采用原位反应复合的

2、办法研究制备了长支化聚丙烯（LongChainBranchedPolypropylene,LCBPP）/木粉（WF）复合材料。红外光谱（FTIR）的结果表明单体季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）被接枝到了PP骨架上。多种流变实验测试结果（粘度曲线，储能模量）证实了在反应加工中生成了长支化聚丙烯。对复合材料性能的测试表明，长支化反应提高了木塑材料的冲击强度和拉伸强度，最大幅度分别达到29.44%和27.75%。2、采用添加相容剂的方法改善木塑复合材料界面相容性。我们采用了马来酸酐接枝聚烯烃、硅烷偶联剂、微波处理等方法对木粉进行了改性处理，力学性能都有所提高。我们还研究了上述几种方法协同作用，其中马来

3、酸酐接枝聚丙烯和硅烷偶联剂KH550协同作用的效果最好。结果显示，二者共同作用能够显著提高材料的耐冲击性能，最大提升效果可达33.33%。这是由于硅烷偶联剂上的胺基i上海交通大学硕士学位论文（-NH2）和和马来酸酐接枝聚丙烯上的马来酸酐基团（-MA）可能发生化学反应，形成化学键，从而增强了木粉和聚丙烯之间的相互作用。上述二种措施都显著提高了聚丙烯/木粉复合材料的性能，并且在木粉反应改性方面进行了创新性的研究。关键词：聚丙烯，木粉，长支化，流变学方法，协同作用ii上海交通大学硕士学位论文AStudyonpolypropylene/woodflourcompositesAbstractWoodpl

4、asticcomposite(WPC)isakindofnewcompositesdevelopedinthelastfewyears,whichhascombinedtheadvantagesoftheplasticsandwood.Polypropylene(PP)isawidelyusedplasticwithexcellentmechanicalproperties.PPhasbeenusedasthematrixmaterialinWPCsforalongtime.However,severaldisadvantagesoflinearPPrestrictedtheapplicati

5、onofPP/woodflourcomposites.Inthisthesis,severalmethodshavebeenadoptedtoimprovetheperformanceofPP-basedWPCs.1.InordertoimprovethemechanicalpropertiesofPP/WFcomposites,linearpolypropylenewasmodifiedbymeltbranchingreactioninHaakemixer.Longchainbranching(LCB)polypropylene/woodflourcompositewasmadeinones

6、tep.FourierTransformedInfraredSepctra(FTIRspectra)indicatedthatmacro-radicalrecombinationreactionstookplaceandPETAhadbeengraftedontoPPbackboneinthecomposites.Variousrheologicalplotsincludingviscositycurve,storagemodulus,lossangle,Cole-ColeplotwereusedtoshowtheexistenceofLCB.Mechanicaltestsshowedthat

7、LCBincreasedtheIzodnotchedimpactstrengthandtensilestrength.Moreover,LCBPP/WFcompositeshaveabetterthermalstabilitythanlinearPP/WFcompositesaccordingtoTGAtest.Whilescanningelectronmicroscopy(SEM)indicat