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聚丙烯基复合材料填料的开发
作 者: 方勇
导 师: 李宾
学 校: 华东理工大学
专 业: 材料科学与工程
关键词: 聚丙烯 复合材料 填料 润湿性 传质
分类号: TQ325.14
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
聚丙烯(PP)由于其低成本、易加工、耐腐蚀、可重复使用等优点在化工填料中有着广泛的应用;但仍有诸多问题亟待解决,如填料表面润湿性较差等。本文成功改善PP表面的润湿性,为制备高效填料提供了一种新材料。为提高PP的表面润湿性,制备了一种表面改性剂(MCP),着重研究MCP与PP共混改性对PP表面润湿性的改善效果;考察MCP含量、处理时间、处理温度等工艺因素对共混制备的单板成膜性的影响, MCP含量为40%时,PP单板成膜率由10%左右提高到90%以上,单板成膜性显著改善;并从单板表面性能及水-单板界面热力学角度(液固界面张力、粘附功、浸湿功、铺展功)分析了PP/MCP单板成膜的机理。改善润湿性后,改性PP复合片材的力学性能略有降低,而热变形温度则有所提高;当MCP含量为45%,添加无机填料(云母、滑石粉和玻璃纤维)含量低于30%时,复合材料的单板表面成膜性变化很小,力学性能有所提高,热变形温度最大可提高51℃;二乙醇胺溶胀试验显示:两种配方的改性PP填料均具有良好的耐有机溶剂性能。最后,探讨了用新型改性材料制备填料的工艺技术,指出模压过程中,片材预热时间的控制对波纹板结构的影响尤为重要;制备的两批规整填料吸收塔测试,结果表明:经过润湿改性的PP基复合材料填料的传质性能提高了20%。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-9 第一章 绪论 9-24 1.1 引言 9-10 1.2 填料的发展 10-15 1.2.1 填料发展历史简介 10-11 1.2.2 填料塔对填料性能要求 11-12 1.2.3 三类材质填料的比较 12-15 1.3 聚丙烯表面改性研究 15-22 1.3.1 表面粗糙法 16 1.3.2 强酸液相化学氧化法 16-17 1.3.3 气相化学氧化法 17 1.3.4 等离子体处理 17-18 1.3.5 表面接枝法 18-19 1.3.6 其他改性方法 19-22 1.5 本文研究的主要内容 22-24 1.5.1 研究中不足及待解决的问题 22 1.5.2 本文研究的主要内容 22-24 第二章 聚丙烯润湿改性 24-45 2.1 引言 24 2.2 润湿原理 24-27 2.2.1 表面能计算原理 24-25 2.2.2 界面张力的计算原理 25-26 2.2.3 润湿过程 26-27 2.3 实验部分 27-30 2.3.1 实验材料 27 2.3.2 主要仪器与设备 27-28 2.3.3 样品制备 28 2.3.4 性能测试 28-30 2.4 结果与讨论 30-44 2.4.1 单板成膜性 30-31 2.4.2 单板成膜率的影响因素 31-34 2.4.3 单板浸湿分析 34-35 2.4.4 PP/MCP共混物表面张力的测定 35-40 2.4.5 水—PP/MCP二相界面热力学性能 40-44 2.5 本章小结 44-45 第三章 聚丙烯基复合材料力学性能及耐热性能 45-53 3.1 引言 45-46 3.2 实验部分 46-47 3.2.1 实验材料 46 3.2.2 主要实验仪器设备 46 3.2.3 样品制备 46-47 3.2.4 性能测试与表征 47 3.3 结果与讨论 47-52 3.3.1 纯PP和PP/MCP共混体系的力学性能 47-48 3.3.2 增强聚丙烯复合材料的单板成膜性 48-49 3.3.3 聚丙烯基复合材料的力学性能 49-51 3.3.4 聚丙烯基复合材料的热变形温度 51-52 3.4 本章小结 52-53 第四章 聚丙烯基复合材料填料的耐溶剂性能 53-60 4.1 引言 53 4.2 实验部分 53-55 4.2.1 实验材料 53 4.2.2 主要仪器与设备 53-54 4.2.3 样品制备 54 4.2.4 性能测试 54-55 4.3 结果与讨论 55-58 4.3.1 溶胀前后单板成膜率情况 55 4.3.2 浸泡前后复合材料的表面颜色变化 55-56 4.3.3 浸泡前后复合材料的质量变化 56 4.3.4 溶胀对PP基复合材料的力学性能的影响 56-58 4.4 本章小结 58-60 第五章 聚丙烯基复合材料填料的规模化制备及应用 60-72 5.1 引言 60 5.2 实验部分 60-64 5.2.1 实验材料 60 5.2.2 主要仪器与设备 60-62 5.2.3 样品制备 62-63 5.2.4 性能测试与表征 63-64 5.3 结果与讨论 64-71 5.3.1 聚丙烯基复合材料制备规整填料的配方设计 64 5.3.2 单板成型加工工艺参数 64-65 5.3.3 波纹板成型加工工艺 65-66 5.3.4 波纹规整填料的组装 66-68 5.3.5 聚丙烯基复合材料填料的单板成膜性 68 5.3.6 (孔)板波纹填料性能测试 68-71 5.4 本章小结 71-72 第六章 全文总结 72-74 参考文献 74-78 攻读硕士学位期间发表的论文 78-79 致谢 79
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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 聚合类树脂及塑料 > 聚烯烃类及塑料 > 聚丙烯
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