不同反应性单体改性纳米caco-%2c3-%2fpp结构和性能的研究

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1、中山大学博士学位论文不同反应忡单体改性纳米CaCO，／PP的结构与性能研究摘要不同反应性单体改性纳米CaCO。／PP的结构与性能研究专业：高分子化学与物理博士研究生：林志丹导师：麦堪成教授摘要聚合物基纳米复合材料发展很快，在诸多种类纳米粒子中，以纳米CaC03的成本最低，尺寸和形状易控制，色泽理想，因而具有较大的研究与应用价值。而在聚合物材料中聚丙烯(PP)是一种应用广泛的高分子材料。因此，国内外关于纳米CaC03／PP复合材料也有不少报道，研究结果表明纳米CaC03对PP有强韧化的效果。然而，如何

2、进一步提高纳米CaC03／PP中纳米CaC03的分散性、组份间界面相互作用与粘结和复合材料的力学性能等，还是目前国内外的热门研究课题。本论文率先采用反应性单体的改性方法，通过反应性单体的极性等的作用，进入纳米CaC03团聚体，改善纳米CaC03在PP的分散性，同时起到包覆纳米CaC03／PP。而包覆在纳米CaC03表面上的反应性单体在纳米CaC03／PP复合材料制备过程中通过反应性单体的极性基团与纳米CaC03表面发生强的极性作用，反应性单体的双键与基体PP发生接枝反应原位形成接枝共聚物起到官能团化

3、大分子相容剂的作用，接枝物的PP链段可与PP基体发生物理纠缠相容或共结晶，从而解决纳米CaC03的分散问题与界面粘结问题，为提高纳米CaC03／PP材料的物理与力学性能奠定基础。本工作的第一部分用熔融挤出法制备了纳米CaC03／PP母料、大分子相容剂和不同反应性单体改性的纳米CaC03／PP母料，其母料与PP混合熔融制备成含有不同纳米CaC03用量的PP复合材料。第二部分用溶液法制备了PP和反应性单体改性PP包覆纳米CaC03母料，其母料与PP混合熔融制备成含有不同纳米CaC03用量的PP复合材料。

4、采用FTIR、WAXD、SEM、TEM、POM、DSC、DMA、TGA、TG．IR联用、XPS、ARES、表面仪、接触角测试仪和常规力学测试等实验方法表征和研究了纳米CaC03及改性纳米CaC03的结构、晶型、颗粒形貌、热失重行为和表面性质、各种纳米CaC03／PP母料的结构与性能及其制备的纳米CaC03／PP复合材料的结晶与熔融行为、结晶形态、晶体晶型、流变行为、动态力学性能、力学性能、分散和断面形貌等。研究结果表明：1．纳米CaC03(CC)平均粒径在40．60ran，粒径分布窄，颗粒基本呈单分

5、散状中山大学博士攀位论文不同反应性单体敲性纳米CaCO，fPP的结构与性能研究摘要态；颗粒为方解石晶型，鼷六方晶系；CC经硬脂酸处理，其表藤娩比未经处理的纳米CaC03鞠驻降低，虽然CC表嚣秘蠢祝碳含量增翱，毽硬§鹭敬锂覆不完全，困凭反应单体AA能够有效地吸附在CC袭丽，吸附量程3．2wt％左右达到饱和。2．熔融法制备的纳米CaC03／PP母料的结晶行为研究表明；纳米CaC03对PP绉螽超型舅藤残孩终弱，麓寒cac03麓量璞蕊，缝寒CaCOJPP簿粒黪缝鬃滋度提高；丙烯酸搂枝PP(PP—g—AA)改

6、性的纳米CaC03／PP母料，母料中的PP结懿温度提高更大，归结于PP．g—AA比纳米CaC03对PP结晶具有更高的异相成核作用；但PP-g-AA熙攘增加，结菇滠度变化不大，表睨PP．g．AA存在饱和爆量；反应馨传蠢烯酸(AA)改往纳米CaC03／PP母料，由于A文与卯发生接棱反应形戒搂授物，对PP结晶起到异相成核作用，也使敬性母料结晶温度提高；也存在AA用量增加，结晶温度变化也不大的规律；AA和笨乙烯(St)濑念单体改性的纳米CaC03／PP母瓣，枣子雩l发裁弓l发双壳与簿簿影羧麓PP太分予鑫童基

7、影藏稳定麴苯乙爝大分子自由基，然后再与AA葳应，形成的双单体接枝物，对PP结晶超到异相成核作用，使改性母料具有更高的结晶温度。其中，引发剂存猩下的AA改性、AA和st混合改性体系的缝晶温度提辩f矮度最大。3．壹羧挤密镧各和缀母料铷备蚋无单体改性缡涨CaCO，／PP复合材料的Awami曲线在40％的结晶度范嘲内，具有较好的线性，表明Avrami方程能有效分析纳米CaC03jPP复合材料的等瀑结晶动力举；纳米CaC03／PP复合材料在相同的纳米CaC03含羹下，半绩螽瓣澜tj茬窝最大结晶薅溷b。薅结鑫温

8、爱翁舞寒瑟缮麓，绪嚣动力学常数kn和结晶速率G1，2则随温腹的升高而减小，表明结晶温度升高，成核和生长速率下降；由于纳米CaC03表面对PP有异相成核作用，使纳米CaC03／PP复合材攀}在耀嗣黪结鑫湿度下，tl岔巍t。。隧缠米CaCOs禽曩约增旅褥皱短，‰农Gia隧纳米CaC03含量增加蔼增大；在糟同缡晶温度和纳米CaC03含鬃下，经母料制备的纳米CaC03／PP复合材料的tl，2和tm。明显小于直接挤出制备纳米CaC03／PP簸合材料的，k。和Gl，2则比直接挤出