硅灰石复合材料反应增容研究.pdf

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1、l8工程塑料应用2010年，第38卷，第1O期聚丙烯／硅灰石复合材料反应增容研究术李跃文陈兴华(湖南科技职业学院，长沙410004)摘要采用马来酸酐(MAH)在聚丙烯(PP)与硅灰石之间进行反应增容，改善了PP／硅灰石复合材料的热性能和力学性能。通过扫描电子显微镜观察了复合材料冲击断面的形貌，并测试了复合材料的负荷变形温度、拉伸性能、弯曲性能和冲击性能。结果表明，在MAH质量分数不超过5％时，PP和硅灰石之间的界面结合情况明显改善，复合材料的负荷变形温度、拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量显著提高，最大值分别达到75~C、36．1MPa、50．3MPa、2．6GPa。关键

2、词聚丙烯硅灰石复合材料马来酸酐反应增容硅灰石是一种链状偏硅酸盐矿物，化学式为材料。扫描电子显微镜(SEM)显示，加入SMAH修CaSiO，通常为针状或纤维状集合体，甚至微小颗粒饰的MWNT后，PA6颗粒粒径更小，且SMAH包覆仍能保持纤维状结构¨J。硅灰石粉体在形态上与在MWNT表面上。欧宝立等¨在纳米TiO表面包短玻璃纤维、晶须等塑料常用的增强填料类似，而生覆一层SiO薄膜，用含氨基的硅烷偶联剂对TiO产成本则与常用的增量性填料CaCO粉体相当，因表面修饰合成功能化纳米TiO(sTiO2-NH)，然后此有望成为一种新型的高性价比的塑料用增强填将sTiO一NH：与PP及

3、少量马来酸酐(MAH)接枝PP料。硅灰石在聚丙烯(PP)中的应用是近年来的研(PP—g—MAH)通过熔融共混制备了PP／PP—g—MAH／究热点之一。杨彬等研制了硅灰石增强PP汽车sTiO·NH纳米复合材料。研究表明，纳米粒子表专用料，该材料的力学性能高于滑石粉填充PP，成面的氨基与PP．g．MAH发生了化学反应，增强了两型性能好于玻璃纤维增强PP，成本则比两者都低。相的界面作用，促进了纳米粒子的均匀分散，使复合A．Dasafi等研究了PP／硅灰石复合材料的防刮材料的拉伸强度和冲击强度得到了大幅度提高。擦性能及硅灰石颗粒对复合材料应力发白行为的影笔者通过MAH在PP与硅

4、灰石表面之间产生响。结果表明，复合材料在刮擦过程中的塑性变形化学联结，有效地提高两者的界面结合强度，从而进与硅灰石粒子从基体中的剥离密切相关；与纯PP一步改善PP／硅灰石复合材料的性能。相比，PP／硅灰石复合材料的应力发白现象显著减1实验部分弱，塑性变形带显现较浅的灰色，这是由于硅灰石粒1．1原材料子对PP有增强作用，限制了基体的塑性变形。硅PP粉料：湖南长盛石化有限公司；灰石在与PP等非极性或弱极性树脂共混时，由于过氧化苯甲酰(BPO)：分析纯，仙桃市第一化工极性相差甚远，必须改善两者的相容性，提高其界面厂；结合强度，才能充分发挥硅灰石的增强作用。常用MAH：分析纯，

5、天津市科密欧化学试剂有限公的增容方法是用偶联剂或表面处理剂对硅灰石粉体司：进行表面处理，这类方法虽然有一定的效果，但由于硅灰石：10m(1250目)，云南超微新材料有只是提高了两相界面间的分子问作用力，其改性效限责任公司。果依然有限J。1．2仪器及设备反应增容是指通过官能团之间的相互反应，在高速混合机：SHR型，张家港市亚塑机械有限两相间产生化学联结，从而增加其相容性。反应增公司；容是聚合物合金常用的一种增容方法，但在聚合物同向双螺杆挤出机：SHJ一20型，南京杰恩特机基复合材料中的应用尚不多见。S．Bose等。。在聚电有限公司；酰胺6(PA6)／(丙烯N／丁二烯／苯乙

6、烯)共聚物(ABS)共混物中添加(苯乙烯／马来酸酐)共聚物湖南省教育厅资助项目(09C1188)(SMAH)修饰的多壁碳纳米管(MWNT)，制得复合收稿日期：2010．07—10李跃文，等：聚丙烯／硅灰石复合材料反应增容研究19注塑机：GEK80型，浙江金鹰塑料机械有限公照。司；2结果与讨论热变形维卡软化点温度测定仪：RV一300型，2．1MAH用量对复合材料冲击断面形貌的影响承德精密试验机有限公司；图1是2、3和7试样冲击断面的SEM照片。微控电子万能试验机：WDW3020型，长春科新2试样没有加MAH，但硅灰石表面用硅烷偶联剂处试验仪器有限公司；理过，可以看出，硅灰

7、石粒子与PP基体结合较紧电子冲击试验机：)【Jc一25ZD型，承德精密试密，但粘结强度不大，可明显观察到硅灰石粒子从基验机有限公司；体中拔出的痕迹。3试样加了1％的MAH，由于极SEM：JSM一6360型，日本JEOL公司。性与硅灰石接近，在熔融状态下，MAH会自发地在1．3试样制备硅灰石表面富集。在BPO的引发下，MAH的先将硅灰石在100~C下真空干燥lh，再按表1C—C会与PP链发生接枝反应，而其酸酐基团则配方与其它组分一起加入到高速混合机中混合10与硅灰石表面的羟基发生反应，从而使PP和硅灰rain，然后通过同向双螺杆挤出机挤出造