聚丙烯纳米siolt2gt复合材料的研究

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1、青岛科技火学研究生学位论文聚丙烯／纳米si02复合材料的研究摘要聚丙烯基纳米复合材料具有优良的综合性能，成为近年来聚丙烯改性研究的热点。本课题主要从以下几个方面对聚丙烯／纳米SiO：复合材料进行了探讨：纳米SiO：的用量及不同表面改性方法所得纳米SiO：对聚丙烯改性效果的影响：纳米Si0。对不同聚丙烯基体改性效果；加工工艺对聚丙烯／纳米SiO。复合材料的影响；PE—g—MAH作为增容剂对聚丙烯／纳米SiO：复合材料性能的影响；纳米SiO：及纳米SiO。／PE—g-MAH混合物对复合材料耐热性能的影响。本试验采用偏光显微镜(POM)，扫描电镜(SEM)，傅立叶红外光谱(FTIR)，差示扫描量热(

2、DSC)以及x一射线衍射(张xD)等测试手段多侧面对聚丙烯／纳米SiO：复合材料的内部结构进行了表征和分析。试验结果表明：纳米si02用量为聚丙烯基体用量的4％时，复合材料的综合机械性能最优，冲击强度提高30％，拉伸强度提高16．1％，弯凿强度提高6．7％。通过力学性能测试和SEM断面形态分析，可以证明经表面改性的纳米SiO：(TS530)可以非常均匀的分散于聚丙烯基体中，复合材料的机械性能优良，TS530具有最好的改性效果。试验中采用无规共聚聚丙烯PPR和嵌段共聚聚丙烯PPB作为对比，研究了纳米siq对不同聚合物基体材料的改性效果。发现纳米SiO。对自身具有一定韧性的PPB的改性效果优于自身

3、基体较脆的PPR，并通过偏光显微镜对PP／纳米SiOz复合材料结晶形态分析和扫描电镜对其断面形貌分析得到确证。PP／纳米SiO，复合材料采用双螺杆挤出工艺可以使纳米SiO：均匀分散于PP基体中，且加工过程人为因素影响较小，从而使复合材料获得更优的力学性能。同时挤出机螺杆转速对复合材料的性能也有一定影响，在本试验加工过程中采用144r／min的螺杆转速时复合材料获得最优机械性能。PE—g—hlAH作为体系的增容剂在与纳米SiO。达到合适的配比时，能使聚丙烯／纳米SiO：复合材料的性能得到进一步提高，即在PPB基体中同时加入4％的纳米SiO。(TS530)与2％的PE—g—MAH时，能发挥二者对P

4、P的最佳协同改性效果。在试验中发现纳米SiO。能提高复合材料的热变形温度。而PE—g—MAH的加青岛科技大学研究生学位论文入可进一步提高PP／纳米SiO：复合材料的热变形温度，从而改善复合材料的耐热性能。利用DSC和WAXD研究发现，纳米Si02的加入不影响复合体系的熔点，但结晶温度会随着纳米SiO。的加入而升高。随着纳米SiO。的加入，复合材料的晶型没有发生变化，仍然为Q晶型，但晶体尺寸发生明显改变，从而影响复合材料的性能。关键词：聚丙烯纳米si嘎复合材料冲击强度耐热性青岛科技人学研究生学位论文STUDYoNPOLYPROPYLENE／NANO-Si02COMPOSITESABSTRACTT

5、hepolypropylene／nano-particlecompositeshavebecomeoneofthehottestresearchsubjectsbecauseoftheirgoodcomprehensiveperformances．Inthisstudy,WehavestudiedtheinfluenceofdifferentaspectsontheperformanceofPP／nano-Si02composites：themodificationeffectonPPbybothnano-Si02dosageamountandvarioustypesofnano-Si02ma

6、dewithdifferentsurfacetreatment；themodiflcationeffectofnano-Si02ondifferenttypesofPPmatrix；theinfluenceofcompoundingprocess；theeffectofinterfacecompatibilizermaleficanhydridegraftedpolyethylene(PE-g—MAH)；theinfluenceofnano·Si02andnano-Si02／PE-g-MAHmixtureontheheatresistancepropertiesofthePPcomposite

7、s．nlemicro—structureofdifferenttypesofPP／nano．Si02compositeswasanalyzed&charactefizedbyvariousmethods：Polarizedopticalmicroscope(POM)，Scanningelectronmicroscope(SEM)，Fouriertransformationinfra-red(FTI