聚丙烯／碳基填料复合材料的流变行为研究.pdf

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1、塑料工业第4(】卷第1期CHINAPLASTICSINDUSTRY2012年1月聚丙烯／碳基填料复合材料的流变行为研究水朱玉明，李振中’，李迎春。，费昀卿(t．中北大学，山西太原030051；2．太原工业学院高分子材料研究所，山西太原030008)摘要：系统研究了炭黑(CB)、石墨(GP)和碳纤维(CF)填充聚丙烯(PP)三种复合材料的稳态、动态流变行为及微观形态；重点讨论了粒子外观形貌、粒径和用量对体系流变行为的影响。研究发现，CB具有强的Payne效应且形成逾渗网络的能力要强于其他两种填料，粒径小的增强效率高、

2、逾渗值低，填料用量增加熔体非牛顿性和弹性增加。使用SEM考察三种填料的微观形态，发现同等含量下，石墨分散性最好，同一填料时，粒径越小分散性越好。关键词：聚丙烯／碳基填料复合材料；形态；流变行为中图分类号：TQ325．14文献标识码：A文章编号：1005—5770(2012)0l一0072—06StudyonRheologicalBehaviorofPP／Carbon。basedFillerCompositesZHUYu。ming’，LIZhen。zhong，LIYing。chun，FEIrun。qing(1．Nor

3、thUniversityofChina，Taiyuan030051，China；2．InstituteofPolymericMaterial，TalyuanInstituteofTechnology，Taiyuan030008，China)Abstract：Inthisarticle，steady，dynamicrheologicalbehaviorsandmorphologyofPP／carbonblack，PP／graphite，andPP／carbonfibercompositeswerestudied．Th

4、eeffectoffillerappearance，particlesize，andcontentonrheologicalperformanceofthesecompositeswasexploredintensively．ItwasfoundthatCBin·ducedstrongPayneeffectandhadlowerpercolationvaluethantheothertwofillers．Thesmallerafillerinsize，themoreefficientinenforcementand

5、thelowerpercolationvalvethefillerhad；fillerloadingincreas—ing，nonNewtonianbehaviorwasmoreremarkableandelasticityincreased．SEMimagespresentedthemor—phologyofthethreefillers．Itwasfoundthatwhenthecontentwasthesame，thegraphitehadbestdisper—sion，whenthefillerwasthe

6、same，thesmallertheparticlesizewas，thebetterdispersionwas．Keywords：PP／Carbon。basedFillerComposites：Morphology；RheologicalBehavior聚合物／碳基填料复合材料由于具有质量轻，加料复合材料的流变行为以及填料粒径、含量对流变行工容易，可用在导电、介电和摩擦等多种场合的优势为的影响很有必要。本文考察炭黑(CB)、石墨而受到广泛关注与研究⋯；其流变行为因为既反映(GP)和碳纤维(CF)三种填充复合材料的

7、流变行了其内部结构又直接关联加工和最终使用性能更是引为的同时，结合扫描电镜(SEM)分析，研究了复起了研究者的兴趣。李文春考察了多壁碳纳米合体系的微观形态和填料的分散性。管(MWNTs)填充高密度聚乙烯复合材料的导电性1实验部分和动态流变性能，发现复合材料的流变渗流阈值与电1．1原料及设备渗流阈值相一致，动态流变行为与导电性存在相关聚丙烯(PP)：F401，中国石油兰州石化有限公性¨j。Kuriger等报道了聚丙烯基纳米碳纤维复合材司；鳞片石墨：GP。1粒径为500目，GP-2粒径为料制备及其流变性能_4j，而程俊

8、梅等考察了炭黑填1500目，青岛东凯石墨有限公司；炭黑(CB)：江充天然橡胶和丁苯橡胶硫化胶动态性能J。但是系西黑猫炭黑股份有限公司；碳纤维(CF)：山西煤炭统考察不同碳基填料(粒状炭黑，针状碳纤维和片研究所；钛酸酯偶联剂：TMC980，安徽天长市绿色状石墨)对复合材料流变性能影响的报道比较鲜见，化工助剂厂；抗氧剂：1010，保定凯越化工有限公实际上填料外观