滑石粉、硅藻土改性PP复合材料的性能研究

发布时间：2017-08-24 20:21

  本文关键词：滑石粉、硅藻土改性PP复合材料的性能研究

  更多相关文章： 滑石粉 硅藻土 聚丙烯 复合材料 结晶性能 耐温性

【摘要】：本文通过熔融共混,系统研究了滑石粉(Talc)、硅藻土(Diatomite)作为填料和成核剂对均聚PP(PP-H)、共聚PP(PP-B)的性能影响规律。考察了Talc的粒径、含量、表面活化等因素对PP的力学性能、耐热性能、结晶性能、微观结构等的影响；研究了Diatomite的含量、表面活化对PP的力学性能、耐热性能、结晶性能、微观结构的影响；在确定了Talc改性PP较佳配方的基础上,添加POE-g-MAH进行增韧,得到了一种耐温性好、韧性高、强度不下降的PP复合材料。结论如下：PP/Talc复合材料的力学性能随着Talc粒径的增大呈下降趋势,耐热性受粒径变化整体影响不大,D50为3.86μmm的SL-3005号Talc对PP的综合性能改性效果最好。Talc填充改性PP-H、PP-B的力学性能和耐热性能的影响规律基本类似,Talc在提高材料强度的同时还能够明显改善材料的冲击强度,PP-H/Talc具有更优异的耐热性、强度和刚性,PP-B/Talc韧性更好；Talc对PP-H耐热性的改性效果更好,最佳填充量为10份,使维卡软化点提高6.2℃,热变形温度提高20℃C。对Talc进行活化处理时KH570的最佳用量为粉体质量的1.5%;活化后的Talc填充改性PP的效果明显优于未经改性的Talc,其最佳填充用量为15份,此时材料的缺口冲击强度提高71.0%,弯曲强度提高58.2%,维卡软化点提高7℃C,热变形温度提高了28.8℃。Diatomite对PP力学性能的改性效果不理想,活化后的Diatomite对PP力学性能的改性效果好于未活化的Diatomite; Diatomite能够改善PP的耐热性。Talc、Diatomite均能对PP起到异相成核作用,Talc对PP成核改性的最佳添加量为0.3份,此时PP/Talc的结晶度提高6.8%,结晶峰温提高8.1℃; Diatomite对PP成核改性的最佳添加量为0.4份,此时PP/Diatomite的结晶度提高4.2%,结晶峰温提高6.1℃。配方PP/Talc/POE-g-MAH为100/15/5时材料的综合性能最好；与纯PP相比,缺口冲击强度提高了164.5%,弯曲强度提高了13.2%,维卡软化点提高4℃,热变形温度提高21.4℃,拉伸强度仅下降1%,得到了一种耐温性好、韧性提高、强度不下降的PP复合材料。
【关键词】：滑石粉 硅藻土 聚丙烯 复合材料 结晶性能 耐温性
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ325.14;TB332
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-17
• 第一章 绪论17-33
• 1.1 聚丙烯材料的改性17-20
• 1.1.1 聚丙烯材料的概述17
• 1.1.2 聚丙烯材料的化学改性17-18
• 1.1.3 聚丙烯材料的物理改性18-19
• 1.1.4 成核剂对聚丙烯的影响19-20
• 1.2 无机填料对聚丙烯的填充改性20-24
• 1.2.1 常用无机填料及特点20-21
• 1.2.2 无机刚性粒子的增强增韧机理21-22
• 1.2.3 无机刚性粒子的表面改性22-24
• 1.3 滑石粉对聚丙烯的改性24-27
• 1.3.1 滑石粉的结构特性及应用24-25
• 1.3.2 滑石粉改性聚丙烯的研究25-26
• 1.3.3 滑石粉改性聚丙烯的应用26-27
• 1.4 硅藻土对聚丙烯的改性27-29
• 1.4.1 硅藻土的概述27
• 1.4.2 硅藻土在高聚物复合材料中的应用27-28
• 1.4.3 硅藻土对聚丙烯的改性28-29
• 1.5 本论文的研究目的和内容29-33
• 第二章 实验部分33-39
• 2.1 实验主要原料、仪器及设备33-34
• 2.1.1 实验主要原料33
• 2.1.2 实验主要仪器、设备33-34
• 2.2 复合材料的制备34-35
• 2.2.1 PP/Talc、PP/Diatomite复合材料的制备34-35
• 2.2.2 耐温增韧PP复合材料的制备35
• 2.3 性能测试与结构表征35-39
• 2.3.1 粉体粒径分布分析35
• 2.3.2 粉体的红外光谱(IR)测试35-36
• 2.3.3 差示扫描量热(DSC)分析36
• 2.3.4 偏光显微(PLM)观察36
• 2.3.5 力学性能测试36-37
• 2.3.6 硬度测试37
• 2.3.7 维卡软化点、热变形温度测试37
• 2.3.8 热失重分析(TGA)测试37
• 2.3.9 广角X射线衍射(WAXD)分析37
• 2.3.10 扫描电子显微(SEM)观察37-39
• 第三章 TALC改性PP复合材料的性能影响39-83
• 3.1 确定最佳注塑温度39-41
• 3.1.1 实验配方39
• 3.1.2 注塑温度对复合材料力学性能的影响39-41
• 3.1.3 小结41
• 3.2 Talc粒径对PP的性能影响41-50
• 3.2.1 实验配方41
• 3.2.2 Talc粒径分布分析41-43
• 3.2.3 Talc的粒径对PP/Talc复合材料力学性能的影响43-45
• 3.2.4 Talc的粒径对PP/Talc复合材料耐热性能的影响45-47
• 3.2.5 Talc的粒径对PP/Talc复合材料结晶性能的影响47-49
• 3.2.6 SEM观察49-50
• 3.2.7 小结50
• 3.3 Talc填充改性PP-H、PP-B的性能对比50-61
• 3.3.1 实验配方51
• 3.3.2 Talc填充改性PP-H、PP-B的力学性能对比51-55
• 3.3.3 Talc填充改性PP-H、PP-B的耐热性能对比55-58
• 3.3.4 Talc填充改性PP-H、PP-B的结晶性能对比58-60
• 3.3.5 SEM观察60-61
• 3.3.6 小结61
• 3.4 Talc的表面活化对PP的性能影响61-74
• 3.4.1 表面活化Talc的制备及活化改性机理62
• 3.4.2 活化前后Talc的IR分析62-63
• 3.4.3 Talc的活化率测试结果与分析63-64
• 3.4.4 Talc的吸油值测试结果与分析64-65
• 3.4.5 Talc的接触角测试结果与分析65-66
• 3.4.6 实验配方66-67
• 3.4.7 Talc的表面活化对PP力学性能的影响67-70
• 3.4.8 Talc的表面活化对PP耐热性能的影响70-72
• 3.4.9 Talc的表面活化对PP结晶性能的影响72-73
• 3.4.10 SEM分析73-74
• 3.4.11 小结74
• 3.5 Talc成核改性PP的性能研究74-83
• 3.5.1 实验配方75
• 3.5.2 Talc成核改性PP复合材料的XRD测试与分析75-76
• 3.5.3 Talc成核改性PP复合材料的DSC测试与分析76-77
• 3.5.4 Talc成核改性PP复合材料的偏光显微观察77-78
• 3.5.5 Talc作成核剂对PP透光率和雾度的影响78-79
• 3.5.6 Talc作成核剂对PP力学性能的影响79-80
• 3.5.7 SEM观察80
• 3.5.8 小结80-83
• 第四章 DIATOMITE改性PP复合材料的性能影响83-99
• 4.1 Diatomite及其表面活化对PP的性能影响83-92
• 4.1.1 Diatomite粒径分布分析83
• 4.1.2 表面活化Diatomite的制备83-84
• 4.1.3 实验配方84
• 4.1.4 活化前后Diatomite的IR分析84-85
• 4.1.5 Diatomite及其表面活化对PP力学性能的影响85-88
• 4.1.6 Diatomite及其表面活化对PP耐热性能的影响88-91
• 4.1.7 SEM分析91-92
• 4.1.8 小结92
• 4.2 Diatomite成核改性PP的性能研究92-99
• 4.2.1 实验配方92
• 4.2.2 Diatomite成核改性PP复合材料的XRD测试与分析92-93
• 4.2.3 Diatomite成核改性PP复合材料的DSC测试与分析93-94
• 4.2.4 Diatomite成核改性PP复合材料的偏光显微观察94-95
• 4.2.5 Diatomite作成核剂对PP透明性能的影响95-96
• 4.2.6 Diatomite作成核剂对PP力学性能的影响96-97
• 4.2.7 SEM观察97
• 4.2.8 小结97-99
• 第五章 耐温增韧PP复合材料的制备99-107
• 5.1 PP/Talc体系与PP/Diatomite体系的性能对比99-100
• 5.2 POE-g-MAH对PP/Talc复合材料的性能影响100-107
• 5.2.1 POE-g-MAH对PP/Talc复合材料力学性能的影响100-101
• 5.2.2 POE-g-MAH对PP/Talc复合材料耐热性能的影响101-103
• 5.2.3 POE-g-MAH对PP/Talc复合材料结晶性能的影响103-104
• 5.2.4 SEM分析104
• 5.2.5 小结104-107
• 第六章 结论107-109
• 参考文献109-113
• 致谢113-115
• 研究成果及发表论文115-117
• 导师和作者简介117-119
• 附件119-120

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本文编号：732944