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《pp的增韌增強改性及其結(jié)構(gòu)和性能的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、PP的增韌增強改性及其結(jié)構(gòu)和性能的研究摘要剛性和韌性是結(jié)構(gòu)材料的兩項最重要的性能指標。通常，PP的低溫沖擊韌性町以通過和彈性體共混而得到改善。然而，彈性體的加入往往伴隨著PP剛性和強度的大幅度降低，多數(shù)情況下還會影響到PP的耐熱性和流動性能。因此，設(shè)法提高彈性體的增韌效果以減少彈性體的用量以及對共混物進行增強來彌補基體剛性和強度的損失成為人們關(guān)注的重要研究內(nèi)容。本文采用近幾年出現(xiàn)的新型聚烯烴彈性體一茂金屬聚乙烯(roPE)彈性體替代傳統(tǒng)的乙丙橡膠(EPDM或EPR)對PP進行增韌改性，首次對PP／mPE共混材料進
2、行了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性能研究，采用多種增強手段來提高彈性體增韌改性PP的剛性和強度。本文首先探討廠PP／mPE共混物的擠出共混和注塑加工工藝參數(shù)、mPE的用量和種類對共混物結(jié)構(gòu)和性能的影響。研究結(jié)果表明，擠出過程tf，高溫和高剪切速率下，PP產(chǎn)生降解而使共混物的性能惡化。注塑成犁直接導(dǎo)致試樣的“皮一芯”結(jié)構(gòu)，在皮層結(jié)構(gòu)內(nèi)部，大分子有較高的取向度。少量的彈性體即可引起PP剛性和強度的大幅度下降，而低溫沖擊韌性只有在彈性體含量超過脆韌轉(zhuǎn)變的臨界含量時才有明顯的改善。SEM形態(tài)分析顯示，增加彈性體的含量使mPE分散相的尺寸
3、變大，含有40wt％mPE的共混物形成了PP微纖貫穿于roPE相中的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。mPE的增韌效果極大地取決于共聚單體辛烯的含量，辛烯含量越高，mPE對Pp的增韌效果越好，但共混物的模量和強度也越低。PP／mPE共混物中組分之間存在明顯的相互作用，表現(xiàn)為共混組分的熔融和結(jié)晶參數(shù)以及玻璃化溫度發(fā)生了改變，而且受共混組成的深刻影響。低roPE含量卜，由于彈性體的成核作用，roPE使PP的結(jié)晶度提高，高含量卜mPE對PP的結(jié)晶起阻礙作用。隨著mPE中辛烯含量的增加，mPE的結(jié)晶度降低。在等溫結(jié)晶條件下，PP球晶的生長受彈性
4、體相和結(jié)晶溫度的影響。結(jié)晶溫度越低，球晶的生長速率越快。彈性體明顯阻礙球晶的生長，并破壞球晶的規(guī)整性。實驗發(fā)現(xiàn)，EPDM要比mPE對PP球晶生長的阻礙作用大，這種差別在較低的結(jié)晶溫度下更為明顯。非等,m'H。鈿4-晶條件下，結(jié)晶動力學(xué)參數(shù)tl／2因mPE的加入而減小，PP的結(jié)晶速率提高。動態(tài)力學(xué)實驗結(jié)果表明，PP和mPE存在部分的相容性，表現(xiàn)為共混物中組分的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度發(fā)生了改變。實驗結(jié)果表明，由于受共聚PPL}·PE相無定形部分的影響，共混物中mPE和EPDM的玻璃化溫度隨其含量的增加反而升高。PP／SEBS
5、共混物中SEBS的玻璃化溫度隨SEBS含量的增加而降低，表明共聚PP中的PE相對SEBS中丁二烯嵌段的玻璃化松弛轉(zhuǎn)變影響很小。mPE中的辛烯含量越高，其低溫損耗峰的強度越高，玻璃化溫度越低，低溫韌性越好。由DMA模量曲線可以定性地評價彈性體增韌改性PP的耐熱性，隨著彈性體含量的增加，動態(tài)剪切模量下降，表明耐熱性下降。而定量的表／J÷ⅡJ、以采用本文提出的新方法，即以純PP在其熱變形溫度下的模量為，-基準，把jE混物在相同模量下的溫度作為其熱變形溫度進行比較。實驗結(jié)果表明，隨著彈性體含量的增加，熱變形溫度降低。和傳
6、統(tǒng)的彈性體EPDM以及SEBS增韌PP相比，PP／mPE共混體系具有突出的低溫沖擊韌性，發(fā)生脆韌轉(zhuǎn)變時的臨界彈性體含量大為降低，“7ImPE含最超過25wt％H、，，共混物即開始發(fā)生脆韌轉(zhuǎn)變，而EPDM和SEBS的含量要分別超過40叭％和80wt％PP的低溫沖擊強度才有明顯的提高。含有40wt％mPE的共混物的低溫沖擊強度比純PP提高了20多倍，是含有相同含量EPDM的共混物的9倍多，因此，用mPE替代傳統(tǒng)的彈性體，可以在較少的彈性體用量下獲得較高的低溫沖擊韌性，從而減少彈性體帶來的模量和強度的損失。EPDM使P
7、P的粘度升高，加工忭變芹：而mPE在較高的剪切速率下使PP的粘度降低，流動性增加。和硬度相近或彈性體含量相同的同類商業(yè)化產(chǎn)品相比，PP／mPE共混物有突?的低溫沖擊劬性，而其它性能相差不大。PP低溫沖擊韌性的改善需要加入大量的彈性體，針對彈性體增韌所帶來的基體剛性和強度下降的問題，本文采用了多種增強方法來提高彈性體改性PP材料的剛性和強度，其中采用TLCP對彈性體改性PP進行增強而生成原位復(fù)合材料至今未見有文獻報導(dǎo)，而有關(guān)玻璃纖維增強彈性體改性塑料的相關(guān)文獻報導(dǎo)也不多見。實驗結(jié)果表明，在大量彈性體存在的芪混體系，
8、由于填料粒子被彈性體包覆，剛性無機填料對基體的剛性改善作用不大，反而使沖擊韌性降低。無機填料對PP／mPE／填料復(fù)合材料性能的影響與填料的種類和表面性質(zhì)有關(guān)，經(jīng)過表面處理的高嶺土小儀使復(fù)合材料的拉伸強度增加，而且還使PP／mPE共混物的低溫沖擊強度提高。和無機填料不同，玻璃纖維可以同時大幅度提高PP／mPE共混物的摸最和力學(xué)強度，但是和PP／GF復(fù)合材料相比，彈性體削弱玻
