針狀硅灰石表面處理及其聚丙烯復(fù)合材料的研究.pdf

1、聚丙烯(PP）是一種綜合性能優(yōu)良、應(yīng)用廣泛的通用塑料，但由于其存在機(jī)械強(qiáng)度低、成型收縮率大、沖擊強(qiáng)度小等缺點(diǎn)，限制了PP在各個(gè)領(lǐng)域的拓寬應(yīng)用，為了提高其強(qiáng)度、模量，改善沖擊性能，需對(duì)PP進(jìn)行增強(qiáng)處理。本課題根據(jù)硅灰石獨(dú)特的針狀特征，選用四種不同的表面處理方法（如:1.偶聯(lián)劑處理;2.纖維素處理;3.SiO2包覆處理;4.SiO2/偶聯(lián)劑以及SiO2/NCC協(xié)同處理）對(duì)硅灰石進(jìn)行表面處理，并將處理后硅灰石填充到PP中，熔融共混擠出，制備相

2、應(yīng)的PP/硅灰石復(fù)合材料。選用紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)等對(duì)處理效果進(jìn)行表征;借助電子拉力機(jī)考察復(fù)合材料的力學(xué)性能;運(yùn)用差示掃描量熱儀(DSC)、偏光顯微鏡(POM)等測(cè)試手段研究了材料的結(jié)晶性能;通過毛細(xì)管流變儀分析了體系的流變行為;采用熱失重分析儀(TGA)測(cè)定材料熱穩(wěn)定性;此外，還利用SEM觀察了復(fù)合材料的斷面形貌，探討了不同表面處理方法對(duì)硅灰石的處理效果，以及硅灰石不同用量對(duì)復(fù)合體系結(jié)構(gòu)和性能的影響。
　　結(jié)

3、果表明:(1)FTIR顯示四種偶聯(lián)劑(KH550、KH570、NDZ-201、DL-411-A)與硅灰石有化學(xué)作用，活化指數(shù)表明偶聯(lián)劑KH570和DL-411-A對(duì)硅灰石的處理效果較佳。KH570用量為2.0wt％、DL-411-A用量為1.5wt％時(shí)，PP/硅灰石體系的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度均達(dá)到最大值，且體系的熔體流動(dòng)性得到改善，綜合性能較好，同時(shí)提高了硅灰石在PP基體中的分散及其與PP基體的界面相容性。
　　(2)MCC、NCC

4、的引入使硅灰石顆粒表面羥基增多，比表面積增大;在一定程度上能夠提高復(fù)合體系的剛性和硬度，處理硅灰石與PP基體的界面結(jié)合性較強(qiáng)，改善沖擊韌性;體系熔體粘度隨剪切速率增大而減小，仍為假塑性流體，其熱穩(wěn)定性提高。
　　(3)經(jīng)SiO2包覆處理的硅灰石顆粒表面粗糙，棱角被鈍化，改善了其表面性能;且硅灰石填充復(fù)合材料的球晶尺寸減小，晶核密度提高，復(fù)合體系熔融峰左側(cè)出現(xiàn)了重結(jié)晶峰，SiO2粒子起到了異相成核的作用，同時(shí)能夠提高材料韌性和耐熱性

5、能，延緩PP復(fù)合材料的熱分解，改善PP基體的熱穩(wěn)定性。
　　(4)經(jīng)協(xié)同處理后硅灰石表面羥基、表面粗糙程度均較單一處理增加明顯，SiO2/KH570和SiO2/NCC(NCC用量為0.8wt％)兩組處理效果最佳;PP/硅灰石復(fù)合材料拉伸、彎曲和沖擊性能大幅度增加，處理后的硅灰石起到了很好的增強(qiáng)增韌效果，且熔體流動(dòng)性好，綜合性能最優(yōu)。同時(shí)其結(jié)晶過程中球晶細(xì)化，晶核數(shù)增加，二者界面結(jié)合強(qiáng)，相容性好，并能夠顯著地延緩PP復(fù)合材料的熱分解