PP基无机填料母粒复合材料的制备及表征.pdf

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1、张炜，等：UHMWPE／PP／PP基无机填料母粒复合材料的制备及表征5UHMWPE／PP／PP基无机填料母粒复合材料的制备及表征张炜洪尉夏晋程沈贤婷吴向阳麦永懿(上海化工研究院，上海200062)摘要研究自制的PP基增强母粒对UHMWPE／PP共混体系的增韧、增强作用，并通过力学性能测试及扫描电子显微镜研究其增韧、增强效果。结果表明，PP基玻璃纤维(GF)母粒对UHMWPE／PP共混体系的增韧、增强作用优于添加增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP—g—MAH)、GF的简单混合方法，这是因为前者试样中GF与UHMWPE．／PP共混体系界面粘结的牢固程度大于后者。UHMWPE／PP共混体系中加

2、入PP基纳米CaCO母粒能够同时起到增强和增韧的作用。关键词uHMwPE／PP／PP基GF母粒PP基纳米CaCO母粒复合材料超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是粘均分子量2．7％，自制；大于150万的聚乙烯(PE)，是一种新型热塑性工程PP基GF母粒：接枝MAH的接枝率为2．5％，塑料。极高的分子量、高度缠绕的链段结构赋予其自制；优异的力学性能。其抗冲击性能居塑料之首，耐低PP基纳米CaCO母粒：接枝MAH的接枝率为温，在一80~C仍能保持韧性，耐腐蚀、耐磨损且自润2．5％，自制。滑性能优异，是以塑代钢的理想材料。但UHMWPE1．2主要仪器、设备在熔点以上仍无流动性，对成型加工不利，

3、用聚丙烯高速混合机：SHR一10型，张家港鑫源机械制(PP)和流动改性剂共混改性是改善UHMWPE熔体造有限公司；流动性的有效途径¨j。同时，用无机颗粒刚性增双螺杆挤出机：SHJ型，南京航空航天大学；韧，可以解决UHMWPE／PP共混体系存在的尺寸稳注塑机：JX一760型，宁波市金星塑料机械有限定性差、硬度低、刚度低、拉伸强度低等问题。公司；研究发现只要处理得当，无机刚性颗粒对塑料微机控制电子万能试验机：CMT6104型，深圳也可达到既增韧又增强的目的。有学者用断裂力学市新三思计量技术有限公司；分析了增韧塑料在断裂过程中能量损耗的途径，提智能数显冲击机：XJu一22型，承德德盛试验机

4、出了填充增韧、增强的概念。M．Harpaz等研究厂；了PP／uHMwPE／炭黑(CB)和PP／XL—UHMWPE扫描电子显微镜(SEM)：JSM一5600LY型，日(辐射UHMWPE)／CB体系的电性能和微观结构。本JEOL电子株式会社；笔者采用自制的PP基增强母粒，研究PP基增强母电热真空干燥烘箱：ZK072型，上海实验仪器粒对提高无机填料与UHMWPE／PP共混材料相容厂。性的作用，以及对UHMWPE／PP共混体系的增韧、1．3试样制备增强作用。(1)PP基GF母粒1实验部分将引发剂和MAH、第二反应单体与PP按一定1．1主要原材料比例混合均匀。将混合物与硅烷偶联过的GF按质UH

5、MWPE：粘均分子量150万，上海联乐化工量比60／40混合后直接加入双螺杆挤出机中进行反科技有限公司；应挤出。挤出机熔融段温度为170—180~C，反应段PP：共聚级，燕山石化有限公司；和输出段温度为180～190~C。真空组件处的真空玻璃纤维(GF)：短纤维，上海耀华玻璃厂；度为一0．1MPa，然后经冷却、切粒、干燥即得母粒，CaCO：纳米级，上海卓越纳米新材料有限公母粒的接枝MAH的接枝率为2．5％。司；(2)PP基纳米CaCO母粒马来酸酐(MAH)：化学纯，上海国药集团；PP接枝马来酸酐(PP—g．MAH)：接枝率为收稿日期：2010—04—166工程塑料应用2010年，第3

6、8卷，第6期将引发剂和MAH、第二反应单体与PP按一定PP共混比是相同的。比例混合均匀。将混合物与硅烷偶联过的纳米表2PP基GF母粒制备方法对共混体系力学性能的影响CaCO按质量比60／40混合后直接加入双螺杆挤出试样拉伸强度／MPa缺口冲击强度／kJ·In-2a51．3579．37机中进行反应挤出。制备工艺同上，母粒的接枝b49．2762．41MAH的接枝率为2．5％。由表2可见，试样a中PP基GF母粒对(3)UHMWPE／PP／PP基无机填料母粒复合材料UHMWPE／PP共混体系的增强、增韧作用优于试样将UHMWPE、PP、PP基无机填料母粒按一定比b，另外试样b还造成了共混体系

7、缺口冲击性能的下例放人高速混合机中混合，然后将混合物加入双螺降。这与UHMWPE／PP共混体系高的熔体粘度，GF杆挤出机中挤出造粒制成复合材料，控制熔体温度在高熔体粘度基体中的分散和粘附优劣有关。由于为190～220oC，挤出后烘干备用。将烘干的复合材以UHMWPE为连续相的UHMWPE／PP共混体系自料于注塑机中注射成型为各种试验试样，控制熔体身粘度很高J，直接添加GF后，虽有一定量的增容温度为190—220℃，压力为80～90MPa，注射时间剂PP-g