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聚丙烯/水镁石共混物的相容性研究

作　者: 王景辉
导　师: 马志领
学　校: 河北大学
专　业: 无机化学
关键词: 聚丙烯水镁石相容性羧基化聚丙烯磷酸酯硅烷偶联剂
分类号: TQ325.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

水镁石(BC)作为阻燃剂具有填充、阻燃、抑烟、无毒、不产生腐蚀性气体、不产生二次污染等优点备受青睐。在阻燃聚丙烯(PP)的制备中,存在水镁石和聚丙烯相容性差的问题,致使复合材料的力学性能降低,因此改善聚丙烯和水镁石的相容性对提高材料的综合性能具有重要意义。本文研究了硅烷偶联剂,磷酸酯偶联剂,羧基化聚丙烯(EPP)对PP／BC复合材料的增容及偶联作用,并对机理进行了探讨。主要做了以下工作：1.BC表面极性较大,具有较高的表面能,PP为非极性物质,表面能较低,BC和PP的相容性差。研究表明,当KH-550含量为6%时,共混物PP／BC／KH-550与PP／BC相比拉伸强度提高了34.9%,冲击强度提高了91.5%。SEM表明采用硅烷偶联剂增强了PP与BC的界面作用,改善了PP／BC体系的相容性；POM表明偶联剂激活了异核结晶的晶核,增强了PP在BC表面的异核结晶作用,使晶球的大小分散趋于更小更均匀,IR和流变性能测试表明,BC和KH-550有反应发生,硅烷偶联剂是该体系的润滑剂,KH-550效果最佳。2.采用系列磷酸酯(详见3.1.3)偶联剂对BC进行表面改性,磷酸酯分子中含有可与极性阻燃剂反应的P-OH基团,又含有与PP相容性较好的烷基,在阻燃剂与PP中间可起到较好的偶联作用,同时由于含有磷元素,本身也具有阻燃作用。磷酸酯的应用,不同程度的提高了PP／BC复合材料的力学性能,特别是当磷酸酯POC的用量为2%时,材料的拉伸强度比未采用偶联剂时提高了25%,同时冲击强度提高了44%；POM直观的说明了,加入磷酸酯偶联剂后,晶核增多,晶球变得更小更均匀；SEM显示偶联剂改善了PP和BC两相间黏结力,使BC在PP基体中的分散更均匀；X射线衍射谱图显示,在磷酸酯POC和POD的诱导作用下,有β晶型PP出现,晶球细化,说明了POC,POD可作为PP／BC材料的β成核剂。3.采用羧基化聚丙烯(EPP)作为PP／BC材料的增容剂,通过力学性能测试,SEM,XRD,IR和流变行为测试对体系进行了分析和表征,各种试验结果表明,EPP是PP／BC体系有效的高分子增容剂,并进一步探讨了EPP的增容机理。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 聚烯烃填充改性的目的及意义  10-11
  1.2 填料的表面处理及作用机理  11-12
  1.3 水镁石填充聚丙烯共混物体系的研究现状  12-15
  1.4 研究内容  15-16
第2章硅烷偶联剂对聚丙烯/水镁石的相容性研究  16-27
  2.1 实验部分  16-17
  2.2 结果和讨论  17-26
    2.2.1 硅烷偶联剂对PP/BC力学性能的影响  17
    2.2.2 硅烷偶联剂对材料形态结构的影响  17-25
    2.2.3 硅烷改性对PP/BC流变性能的影响  25
    2.2.4 偶联机理探讨  25-26
  2.3 本章小结  26-27
第3章系列磷酸酯偶联剂对PP/BC相容性研究  27-38
  3.1 实验部分  27-29
  3.2 结果和讨论  29-37
    3.2.1 磷酸酯偶联剂对PP/BC力学性能的影响  29-30
    3.2.2 磷酸酯偶联剂对材料形态结构的影响  30-34
    3.2.3 磷酸酯偶联剂对PP/BC流变性能的影响  34-36
    3.2.4 X-射线衍射分析  36-37
  3.3 本章小结  37-38
第4章羧基化聚丙烯对PP/BC相容性研究  38-46
  4.1 实验部分  38-39
  4.2 结果和讨论  39-45
    4.2.1 EPP对共混物力学性能的影响  39-40
    4.2.2 EPP对复合材料形态结构的影响  40-42
    4.2.3 EPP对复合材料流变性能的影响  42
    4.2.4 EPP的增容机理  42-45
  4.3 本章小结  45-46
结论与展望  46-48
参考文献  48-52
主要研究成果  52-53
致谢  53

聚丙烯/水镁石共混物的相容性研究

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