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聚丙烯/碱式硫酸镁晶须共混物的相容性研究

作　者: 贾巍
导　师: 马志领
学　校: 河北大学
专　业: 无机化学
关键词: 碱式硫酸镁晶须聚丙烯羧基化聚丙烯相容性 KH-550
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

碱式硫酸镁晶须（MOS）主要成分为Mg（OH）2,还含有MgS04,兼具一定的阻燃性和强度,而且价廉无污染,是塑料的理想填充材料,近年来广受关注。由于MOS是一种无机材料,与PP不相容,我们采用了KH-550和EPP来对PP分别进行表面改性。首先本文选用MgS04和NaOH两种溶液为原料常温混合,在160℃,0.5MPa的水热条件下反应8h,制备出MgS0₄.5Mg（OH）₂·3H₂0型碱式硫酸镁晶须（MOS）,探讨了反应条件对产物形貌、结构及组成的影响。采用MOS填充改性的聚丙烯的拉伸性能,优于市售纳米氢氧化镁（nano-MH）和阻燃级氢氧化镁（fire-retardant-MH）.用硅烷偶联剂KH-550对MOS进行表面处理后对PP进行填充,实验结果表明硅烷KH-550是体系有效的增容剂,当PP／MOS／KH-550=95／5／0.35时,其偶联效果最好,拉伸强度和冲击强度与PP／MOS相比分别增加了8.3%和31%。SEM、POM等实验手段说明了硅烷KH-550作为一种增容剂改善了PP／MOS体系的相容性,增加了填料和基体间的粘附力。XRD说明KH-550改善了PP的结晶性能,使得PP的结晶形态发生了变化,由POM可以看出晶球的尺寸变小,分布均匀。红外光谱说明KH-550通过化学反应接枝到了MOS表面。实验证明KH-550是PP／MOS体系的有效增容剂。随后本课题组用刻蚀聚丙烯（EPP）对MOS进行表面改性并用于填充PP,采用SEM、POM等手段考察了EPP对PP／MOS,当PP／MOS／EPP=95／5／8时,复合材料综合性能最佳,拉伸强度和冲击强度比PP／MOS体系提高了1.8%和39%。SEM、POM、说明它降低了MOS的表面能,有效地改善了复合体系的相容性和MOS的分散性,增加了体系各组分间的粘附力。但是实验结果同时表明EPP对PP／MOS体系的增容机理与KH-550是不同的：红外光谱显示EPP没有和MOS发生化学反应,是通过分子间力结合在一起的；POM和XRD说明EPP阻碍了MOS与PP的直接接触,减弱了MOS异相成核剂的作用,使晶球尺寸变大、均匀,而且其结晶形态更接近纯PP。实验说明EPP是PP／MOS体系的较好增容剂。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章序言  10-26
  1.1 前言  10-13
    1.1.1 化学改性  10-11
    1.1.2 物理改性  11-13
  1.2 晶须生长和填充高聚物增容的原理  13-22
    1.2.1 晶须生长机理的理论研究  13-14
    1.2.2 晶须对复合材料的增强和增韧聚合物机理  14-17
    1.2.3 高聚物/无机填料体系增容原理  17-19
    1.2.4 聚合物/无机填料体系的增容方法  19-22
  1.3 镁盐晶须的合成及改性聚丙烯现状  22-24
    1.3.1 镁盐晶须合成研究现状  22-23
    1.3.2 镁盐晶须改性PP研究现状  23-24
  1.4 研究内容  24-26
第2章碱式硫酸镁晶须的合成与表征  26-31
  2.1 实验部分  26-27
    2.1.1 主要原料与仪器  26
    2.1.2 MOS的制备  26
    2.1.3 组分分析  26-27
  2.2 结果与讨论  27-30
    2.2.1 反应条件对晶须结构、组成与形貌的影响  27-28
    2.2.2 仪器分析结果  28-30
  2.3 结论  30-31
第3章 MOS填充PP复合材料的应用  31-33
  3.1 实验部分  31-32
    3.1.1 主要原料  31
    3.1.2 仪器与设备  31
    3.1.3 无机填料处理  31
    3.1.4 混炼制样及力学性能测试  31-32
  3.2 结果与讨论  32
  3.3 结论  32-33
第4章硅烷偶联剂KH-550改性PP/MOS复合材料  33-41
  4.1 实验部分  33-35
    4.1.1 主要原料  33
    4.1.2 仪器与设备  33-34
    4.1.3 用KH-550处理镁盐晶须  34
    4.1.4 PP/MOS/KH550混炼制样及力学性能测试  34
    4.1.5 拉伸断面扫描电镜样品的制备  34
    4.1.6 偏光样品的制备  34
    4.1.7 红外样品制备  34-35
  4.2 结果与讨论  35-40
    4.2.1 KH-550对复合材料力学性能的影响  35
    4.2.2 KH-550对PP/MOS复合材料形态的影响  35-38
    4.2.3 增容机理的研究  38-40
  4.3 结论  40-41
第5章刻蚀聚丙烯EPP改性PP/MOS复合材料  41-48
  5.1 实验部分  41-42
    5.1.1 主要原料  41
    5.1.2 仪器设备  41
    5.1.3 PP/MOS/EPP共混物的制备及力学性能测试  41-42
    5.1.4 拉伸断面扫描电镜样品的制备  42
    5.1.5 偏光分析样品制备  42
    5.1.6 红外分析样品制备  42
  5.2 结果与讨论  42-47
    5.2.1 EPP用量对复合材料力学性能的影响  42-43
    5.2.2 样品形态结构分析  43-46
    5.2.3 增容机理探讨  46-47
  5.3 结论  47-48
第6章结论与展望  48-50
参考文献  50-53
附录主要研究成果及获奖情况  53-54
致谢  54

聚丙烯/碱式硫酸镁晶须共混物的相容性研究

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