极性润滑剂对滑石粉填充PP性能的影响
发布时间：2021-04-03 23:03
以滑石粉（Talc）填充聚丙烯（PP）为研究对象,引入了两种不同结构的酰胺类极性润滑剂,其结构分别为AB （A代表极性锚固基团;B代表长支链或直链烷烃）型和BAB型,考察了两者对PP/Talc复合材料力学性能和流变行为的影响,同时借助仪器化冲击,着重研究了极性润滑剂对材料冲击过程中裂纹产生功和裂纹扩展功的影响。结果表明,润滑剂的引入对流变行为影响较小,随着润滑剂添加量的增加,复合材料的熔体流动速率有所提高,加工性能改善,弯曲弹性模量和断裂伸长率有小幅度升高。BAB型润滑剂对PP/Talc复合材料具有更优异的增韧作用,实验范围内低温（0℃）缺口冲击强度最高提高了35%,冲击韧性提升主要得益于裂纹扩展功的增加。此外,扫描电子显微镜结果显示,BAB润滑剂的引入有利于改善Talc在PP基体中的分散均匀性,从而提高复合材料的冲击韧性。
【文章来源】：工程塑料应用. 2020,48(05)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图1 两种极性润滑剂不同添加量的PP/Talc复合材料的拉伸性能
图2为两种极性润滑剂的添加量对PP/Talc复合材料弯曲性能的影响。综合图2来看,随着极性润滑剂添加量的增加,复合材料弯曲强度整体上未发生明显变化,仅略微下降,弯曲弹性模量有小幅度的上升,总体上增加了150～190 MPa,这可能是由于极性润滑剂改善了填料在基体中的分散均匀性。同样,与拉伸性能表现一致,两种酰胺类润滑剂没有展示出明显的差异,均发挥内润滑作用。2.2 极性润滑剂类型与添加量对PP/Talc复合材料冲击韧性的影响
极性润滑剂对PP/Talc复合材料缺口冲击强度的影响如图3所示,其中,图3a为常温测试结果,图3b为0℃测试结果。由图3可知,极性润滑剂的加入对常温和低温缺口冲击强度均有明显提升作用。一方面,润滑剂在PP/Talc中发挥了内润滑作用,使分子链运动能力增强,材料冲击强度有所增加;另一方面,润滑剂的极性端——酰胺基团覆盖在无机填料Talc的表面,非极性的烷烃链段与PP基体相互缠结,既改善了Talc与基体的界面相容性,增强了填料与基体之间的相互作用,有利于应力传导,以实现增韧改善。其中,随着AB型润滑剂添加量的增加,缺口冲击强度先增加,之后略有降低;随着BAB型润滑剂添加量的增加,常温缺口冲击强度先增加之后保持平稳,低温缺口冲击强度持续上升(润滑剂添加量为1.5%时,较未加润滑剂时增加了35%),均高于同等条件下添加AB型润滑剂的材料,尤其表现在低温(0℃)缺口冲击性能。作为酰胺类极性润滑剂,与AB型润滑剂相比,BAB型润滑剂分子结构中具有更长的烷烃链段,且极性相对较低,与非极性基体PP/POE亲合性更好,减少了无机填料Talc填充时产生的应力集中点,改变了粒子周围的应力状态,有利于形成大量有效的空穴化,与POE的应力场发挥协同作用,吸收并传递大量冲击能量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]POE/POE-g-MAH/PP-g-MAH增韧PP/滑石粉研究[J]. 陈秀宇,陈国奋,林谦. 广东化工. 2019(24)
[2]矿粉填充聚丙烯的耐刮擦性能影响因素[J]. 王怡博,邵景昌,邵琦. 工程塑料应用. 2019(12)
[3]聚丙烯/滑石粉复合材料的制备与性能研究[J]. 杨秀琴,宋子豪,陈兰芳,黎国龙,虞文杰,侯皓议,黄淑芳,卢晓龙. 塑料科技. 2019(05)
[4]刚性粒子/POE对聚丙烯的协同增韧机制[J]. 尹朝清,刘乐文,张爽爽. 塑料. 2019(01)
[5]不同润滑剂对滑石粉填充聚丙烯材料颜色的影响[J]. 叶南飚,唐磊,李成. 塑料工业. 2018(12)
[6]滑石粉-玻纤增强聚丙烯复合材料[J]. 胡建华,陈俊,魏俊峰,马艳芳,张译方,孙一峰. 广东化工. 2018(19)
[7]滑石粉填充聚丙烯材料注塑微发泡性能[J]. 王琪,卢朝亮,李振华,付大炯,林荣涛,雷亮,孙刚,吴国峰,杨波,罗忠富,叶南飙. 工程塑料应用. 2018(10)
[8]汽车专用改性聚丙烯复合材料的研发[J]. 边亚微,陈峥,杨树娥,李健,刘素芹,王鹤童. 化学工程师. 2018(07)
[9]PP/POE共混物的流变行为分析[J]. 李树白,孙毓韬,姚培,刘媛,张启蒙,刘春晓. 塑料科技. 2018(04)
[10]润滑剂对PP/IFR复合材料性能的影响[J]. 叶淑英. 工程塑料应用. 2017(04)
博士论文
[1]超分散剂结构设计、合成及其在塑料改性中的应用[D]. 王少会.合肥工业大学 2008
本文编号：3117249
【文章来源】：工程塑料应用. 2020,48(05)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图1 两种极性润滑剂不同添加量的PP/Talc复合材料的拉伸性能
图2为两种极性润滑剂的添加量对PP/Talc复合材料弯曲性能的影响。综合图2来看,随着极性润滑剂添加量的增加,复合材料弯曲强度整体上未发生明显变化,仅略微下降,弯曲弹性模量有小幅度的上升,总体上增加了150～190 MPa,这可能是由于极性润滑剂改善了填料在基体中的分散均匀性。同样,与拉伸性能表现一致,两种酰胺类润滑剂没有展示出明显的差异,均发挥内润滑作用。2.2 极性润滑剂类型与添加量对PP/Talc复合材料冲击韧性的影响
极性润滑剂对PP/Talc复合材料缺口冲击强度的影响如图3所示,其中,图3a为常温测试结果,图3b为0℃测试结果。由图3可知,极性润滑剂的加入对常温和低温缺口冲击强度均有明显提升作用。一方面,润滑剂在PP/Talc中发挥了内润滑作用,使分子链运动能力增强,材料冲击强度有所增加;另一方面,润滑剂的极性端——酰胺基团覆盖在无机填料Talc的表面,非极性的烷烃链段与PP基体相互缠结,既改善了Talc与基体的界面相容性,增强了填料与基体之间的相互作用,有利于应力传导,以实现增韧改善。其中,随着AB型润滑剂添加量的增加,缺口冲击强度先增加,之后略有降低;随着BAB型润滑剂添加量的增加,常温缺口冲击强度先增加之后保持平稳,低温缺口冲击强度持续上升(润滑剂添加量为1.5%时,较未加润滑剂时增加了35%),均高于同等条件下添加AB型润滑剂的材料,尤其表现在低温(0℃)缺口冲击性能。作为酰胺类极性润滑剂,与AB型润滑剂相比,BAB型润滑剂分子结构中具有更长的烷烃链段,且极性相对较低,与非极性基体PP/POE亲合性更好,减少了无机填料Talc填充时产生的应力集中点,改变了粒子周围的应力状态,有利于形成大量有效的空穴化,与POE的应力场发挥协同作用,吸收并传递大量冲击能量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]POE/POE-g-MAH/PP-g-MAH增韧PP/滑石粉研究[J]. 陈秀宇,陈国奋,林谦. 广东化工. 2019(24)
[2]矿粉填充聚丙烯的耐刮擦性能影响因素[J]. 王怡博,邵景昌,邵琦. 工程塑料应用. 2019(12)
[3]聚丙烯/滑石粉复合材料的制备与性能研究[J]. 杨秀琴,宋子豪,陈兰芳,黎国龙,虞文杰,侯皓议,黄淑芳,卢晓龙. 塑料科技. 2019(05)
[4]刚性粒子/POE对聚丙烯的协同增韧机制[J]. 尹朝清,刘乐文,张爽爽. 塑料. 2019(01)
[5]不同润滑剂对滑石粉填充聚丙烯材料颜色的影响[J]. 叶南飚,唐磊,李成. 塑料工业. 2018(12)
[6]滑石粉-玻纤增强聚丙烯复合材料[J]. 胡建华,陈俊,魏俊峰,马艳芳,张译方,孙一峰. 广东化工. 2018(19)
[7]滑石粉填充聚丙烯材料注塑微发泡性能[J]. 王琪,卢朝亮,李振华,付大炯,林荣涛,雷亮,孙刚,吴国峰,杨波,罗忠富,叶南飙. 工程塑料应用. 2018(10)
[8]汽车专用改性聚丙烯复合材料的研发[J]. 边亚微,陈峥,杨树娥,李健,刘素芹,王鹤童. 化学工程师. 2018(07)
[9]PP/POE共混物的流变行为分析[J]. 李树白,孙毓韬,姚培,刘媛,张启蒙,刘春晓. 塑料科技. 2018(04)
[10]润滑剂对PP/IFR复合材料性能的影响[J]. 叶淑英. 工程塑料应用. 2017(04)
博士论文
[1]超分散剂结构设计、合成及其在塑料改性中的应用[D]. 王少会.合肥工业大学 2008
本文编号：3117249
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