聚十二羟基硬脂酸接枝聚丙烯/环氧大豆油/微晶纤维素复合材料的制备及性能研究
发布时间：2020-12-17 18:35
以十二羟基硬脂酸（12-HSA）、环氧大豆油（ESO）为原料合成十二羟基硬脂酸酯接枝环氧大豆油（PHS-gESO）分散剂。将PHS-g-ESO、聚丙烯（PP）、剑麻微晶（MCF）和轻质碳酸钙（Ca CO3）混合均匀后,使用双螺杆挤出机和立式注射机制备PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料。采用红外光谱（FTIR）、凝胶渗透色谱（GPC）、摆锤式冲击试验、万能试验机和场发射扫描电镜（SEM）等进行表征和测试。由SEM分析得到,PHS-g-ESO改善了MCF与PP基体的界面相容性。MFR测试表明了PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料加工流动性能得以改善。当PHS-g-ESO的添加量为4%时,PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的拉伸强度和冲击强度分别比未添加时提高了24.4%和89%。
【文章来源】：塑料科技. 2017年06期 北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
-HSA、PHS、ESO和PHS-g-ESO的凝胶渗透色谱图
48分散剂用量：03025201510502040/%MPa/60132451-4%2-5%3-3%4-2%5-080▲▲图4PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的应力应变曲线Fig.4Strain-stresscurvesofPP/PHS-g-ESO/MCFcomposites2.5PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的冲击性能和熔体质量流动速率表1为PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的冲击强度和MFR。从表1可看出，冲击强度随着PHS-g-ESO添加量的增加呈现出先增加后减少的趋势，添加4%PHS-g-ESO分散剂时达到了36.16kJ/m2，比未添加分散剂的PP复合材料提高了89%。这是由于PHS-g-ESO包裹在MCF表面，且PHS-g-ESO的柔性链与PP基体发生物理缠结形成互穿网络结构，提高了MCF与基体的界面相容性，从而有效地提高了PP复合材料的冲击强度。在熔体质量流动速率测试中，添加PHS-g-ESO使得PHS-g-ESO/MCF/PP复合材料MFR呈现逐渐增大的趋势，说明PP复合材料加工流动性能得到改善。这是由于PHS-g-ESO包裹在MCF和CaCO3的表面，减少了水分子进入MCF微孔的通道，改善了MCF的表面状态，且减小了PP与MCF和CaCO3的界面摩擦力，有效地提高了PP复合材料的加工流动性。▲▲表1PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的冲击强度与MFRTab.1ImpactstrengthandMFRofPP/PHS-g-ESO/MCFcompositesPHS-g-ESO含量/%冲击强度/(kJm-2)MFR/[g(10min)-1]019.131.71230.212.74333.452.95436.163.14533.203.552.6PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的SEM分析图5为PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的扫描电镜图。由图5(a)可见，复合材料在冲击过程中，MCF从树脂基体中剥离并留下大量的孔洞和空隙，这说明MCF与树脂基体的黏附性能较差。从图5(b)~(e)可见，MCF与树脂基体的界面变得模糊，且复合材料断裂表面变得相对粗糙，几乎没有留下MCF?
捎隡CF上的羟基形成氢键，而高分子烃基链段与PP有很好的相容性而相互缠绕，由此提高了CaCO3、MCF与PP的黏结能力，改善了PP复合材料的界面相容性。所以，在受到外力冲击时，由于CaCO3、MCF与基体树脂的作用力加强，界面相容性得到提高，在冲击断裂过程中需要更大的能量，复合材料的断裂除少部分的MCF剥离，还会使MCF撕裂，这使得复合材料的断裂方式已经发生了改变，使PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的力学性能得到有效提高。(a)分散剂用量0(b)分散剂用量2%(c)分散剂用量3%(d)分散剂用量4%(e)分散剂用量5%▲▲图5PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的扫描电镜图Fig.5SEMimagesofthePP/PHS-g-ESO/MCFcomposites3结论(1)当PHS-g-ESO的添加量为4%时，PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的拉伸强度和冲击强度分别比未添加时提高了24.4%和89%。(2)SEM结果表明，PHS-g-ESO能有效提高PP/聚十二羟基硬脂酸接枝聚丙烯/环氧大豆油/微晶纤维素复合材料的制备及性能研究
【参考文献】：
期刊论文
[1]微晶纤维素增强聚丙烯复合材料的制备与力学性能研究[J]. 王兆礼,赵升云,龚新怀,赵缙云. 塑料科技. 2016(07)
[2]PP/SBS/滑石粉三元复合材料性能研究[J]. 刘钰馨,杨芳,庞锦英,李建鸣. 塑料科技. 2016(01)
[3]玻纤增强共聚聚丙烯高性能化的研究[J]. 胡帅领,白时兵,王琪,潘晓勇,李斌,杜江伟. 塑料工业. 2011(03)
[4]凝胶渗透色谱仪及其使用[J]. 鲁红. 分析仪器. 2010(03)
[5]偶联剂在改善天然植物纤维/塑料界面相容性的应用[J]. 李新功,吴义强,郑霞,秦志勇. 高分子通报. 2010(01)
本文编号：2922491
【文章来源】：塑料科技. 2017年06期 北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
-HSA、PHS、ESO和PHS-g-ESO的凝胶渗透色谱图
48分散剂用量：03025201510502040/%MPa/60132451-4%2-5%3-3%4-2%5-080▲▲图4PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的应力应变曲线Fig.4Strain-stresscurvesofPP/PHS-g-ESO/MCFcomposites2.5PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的冲击性能和熔体质量流动速率表1为PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的冲击强度和MFR。从表1可看出，冲击强度随着PHS-g-ESO添加量的增加呈现出先增加后减少的趋势，添加4%PHS-g-ESO分散剂时达到了36.16kJ/m2，比未添加分散剂的PP复合材料提高了89%。这是由于PHS-g-ESO包裹在MCF表面，且PHS-g-ESO的柔性链与PP基体发生物理缠结形成互穿网络结构，提高了MCF与基体的界面相容性，从而有效地提高了PP复合材料的冲击强度。在熔体质量流动速率测试中，添加PHS-g-ESO使得PHS-g-ESO/MCF/PP复合材料MFR呈现逐渐增大的趋势，说明PP复合材料加工流动性能得到改善。这是由于PHS-g-ESO包裹在MCF和CaCO3的表面，减少了水分子进入MCF微孔的通道，改善了MCF的表面状态，且减小了PP与MCF和CaCO3的界面摩擦力，有效地提高了PP复合材料的加工流动性。▲▲表1PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的冲击强度与MFRTab.1ImpactstrengthandMFRofPP/PHS-g-ESO/MCFcompositesPHS-g-ESO含量/%冲击强度/(kJm-2)MFR/[g(10min)-1]019.131.71230.212.74333.452.95436.163.14533.203.552.6PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的SEM分析图5为PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的扫描电镜图。由图5(a)可见，复合材料在冲击过程中，MCF从树脂基体中剥离并留下大量的孔洞和空隙，这说明MCF与树脂基体的黏附性能较差。从图5(b)~(e)可见，MCF与树脂基体的界面变得模糊，且复合材料断裂表面变得相对粗糙，几乎没有留下MCF?
捎隡CF上的羟基形成氢键，而高分子烃基链段与PP有很好的相容性而相互缠绕，由此提高了CaCO3、MCF与PP的黏结能力，改善了PP复合材料的界面相容性。所以，在受到外力冲击时，由于CaCO3、MCF与基体树脂的作用力加强，界面相容性得到提高，在冲击断裂过程中需要更大的能量，复合材料的断裂除少部分的MCF剥离，还会使MCF撕裂，这使得复合材料的断裂方式已经发生了改变，使PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的力学性能得到有效提高。(a)分散剂用量0(b)分散剂用量2%(c)分散剂用量3%(d)分散剂用量4%(e)分散剂用量5%▲▲图5PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的扫描电镜图Fig.5SEMimagesofthePP/PHS-g-ESO/MCFcomposites3结论(1)当PHS-g-ESO的添加量为4%时，PP/PHS-g-ESO/MCF复合材料的拉伸强度和冲击强度分别比未添加时提高了24.4%和89%。(2)SEM结果表明，PHS-g-ESO能有效提高PP/聚十二羟基硬脂酸接枝聚丙烯/环氧大豆油/微晶纤维素复合材料的制备及性能研究
【参考文献】：
期刊论文
[1]微晶纤维素增强聚丙烯复合材料的制备与力学性能研究[J]. 王兆礼,赵升云,龚新怀,赵缙云. 塑料科技. 2016(07)
[2]PP/SBS/滑石粉三元复合材料性能研究[J]. 刘钰馨,杨芳,庞锦英,李建鸣. 塑料科技. 2016(01)
[3]玻纤增强共聚聚丙烯高性能化的研究[J]. 胡帅领,白时兵,王琪,潘晓勇,李斌,杜江伟. 塑料工业. 2011(03)
[4]凝胶渗透色谱仪及其使用[J]. 鲁红. 分析仪器. 2010(03)
[5]偶联剂在改善天然植物纤维/塑料界面相容性的应用[J]. 李新功,吴义强,郑霞,秦志勇. 高分子通报. 2010(01)
本文编号：2922491
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