二氧化硅纤维／聚丙烯结晶性能及力学性能的研究

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聚丙烯结晶度研究

聚丙烯结晶度研究聚丙烯（Polypropylene，简称PP）是一种常见的热塑性聚合物，具有良好的物理性能和化学稳定性，广泛应用于塑料制品、纺织品、包装材料等领域。

其性能的一个重要参数是结晶度，结晶度的变化会直接影响到聚丙烯的力学性能、热性能以及加工性能等方面。

因此，研究聚丙烯的结晶度对于深入了解其性能和应用具有重要意义。

聚丙烯的结晶度主要受到晶核形成和晶体生长两个过程的影响。

晶核形成是指在聚丙烯溶液或熔融状态下，由于温度或压力变化等因素，使聚丙烯分子发生聚集并形成晶核的过程。

而晶体生长则是指在晶核的基础上，聚丙烯分子进一步排列有序，形成完整的晶体结构的过程。

影响聚丙烯结晶度的因素很多，其中温度是最主要的因素之一。

温度的变化会直接影响到聚丙烯分子的运动和排列方式，从而影响到结晶度的形成和发展。

一般来说，较高的结晶温度有利于聚丙烯分子的结晶，而较低的温度则会抑制结晶的形成。

此外，冷却速率也会对聚丙烯的结晶度产生重要影响。

较快的冷却速率可以促进聚丙烯分子的有序排列，从而提高结晶度；而较慢的冷却速率则会导致分子的无序排列，降低结晶度。

除了温度和冷却速率外，聚丙烯的结晶度还受到晶核形成剂、添加剂等的影响。

晶核形成剂是一种能够促进聚丙烯分子结晶的物质，可以在溶液或熔融状态下提供合适的条件，使聚丙烯分子更易于聚集形成晶核。

添加剂则是指在聚丙烯中加入其他物质，如增塑剂、抗氧剂等，这些添加剂可以改变聚丙烯分子的结晶行为，从而影响到结晶度。

研究聚丙烯的结晶度可以通过多种方法进行，其中比较常用的方法是热分析法和X射线衍射法。

热分析法主要通过测量聚丙烯在升温或降温过程中的热变化来判断其结晶度的大小，常用的热分析方法包括差示扫描量热法（DSC）、热重分析法（TGA）等。

而X射线衍射法则可以通过测量聚丙烯样品在X射线照射下的衍射图案来确定其结晶度和结晶形态。

聚丙烯的结晶度对其性能和应用具有重要影响。

较高的结晶度可以使聚丙烯具有较高的强度和刚度，提高其耐热性和耐化学腐蚀性；而较低的结晶度则可以使聚丙烯具有较好的可塑性和可加工性，适用于注塑、挤出等加工工艺。

聚丙烯_纳米二氧化硅复合材料性能研

收稿日期:2007 11 26;修改稿收到日期:2008 01 20。

作者简介:刘涛,女,硕士研究生,现在青岛科技大学从事高分子材料研究工作。

E mail:liutao20050615@ 。

聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料性能研究刘涛周琦(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛,266042)摘要:通过熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(nano S iO 2)复合材料,研究了nano SiO 2用量和第3组分聚丙烯接枝马来酸酐(PP g M AH )对材料力学性能的影响。

结果表明,nano S iO 2用量为4份时,材料的力学性能最佳。

对PP,PP/nano S iO 2,PP/nano SiO 2/PP g M AH 复合材料进行DSC 热分析和S EM 照片观察发现,nano S iO 2对PP 基体有异相成核作用,PP g M AH 可以提高nano SiO 2在PP 基体中的相容性。

关键词: 聚丙烯纳米二氧化硅聚丙烯接枝马来酸酐力学性能Research on Properties of PP/Nano SiO 2CompositesLiu T ao Zho u Qi(Key Lab of Rubber Plastics Material and Engineering of Ministry of Education,Qing dao University of Science and T echno logy ,Qingdao ,Shando ng ,266042)Abstract:T he PP/nano SiO 2composite w as m ade by m elting blend process.The m e chanical properties of the PP m atrix w ith varied contents of nano SiO 2and PP g MAH w ere studied.The r esults show that the co mposite w ith 4%nano SiO 2has the best mechanical pro perties.T he micr o structure and pr operties o f PP,PP/nano SiO 2,PP/nano SiO 2/PP g MAH composites w ere studied by differential scanning calorimetry (DSC)and scanning elec tro n micr oscope (SEM ).The analy sis results show that nano SiO 2has a nucleating effect on the cry stallizatio n of PP.SEM analysis show that the compatibility betw een nano SiO 2and PP is im pr oved by PP g M AH.Key words:poly propylene;nano silicon ox ide;po lypr opy lene grafting m aleic anhy dride;mechanical pr operties聚丙烯(PP)是目前世界上广泛应用的五大塑料之一,由于其价格低廉,各方面性能较好,得到了广泛的应用。

聚丙烯酸酯-SiO2纳米复合材料的性能及界面作用研究

聚丙烯酸酯-SiO2纳米复合材料的性能及界面作用研究聚丙烯酸酯/SiO2纳米复合材料的性能及界面作用研究摘要：本文采用聚丙烯酸酯（PAA）和硅酸乙酯（TEOS）通过溶胶-凝胶方法制备了PAA/SiO2纳米复合材料，并通过对该复合材料的性能和界面作用进行研究。

我们发现，通过控制硅酸乙酯的用量和反应时间，可以调控PAA/SiO2复合材料的粒径和分散性。

同时，我们还研究了不同硅酸乙酯浓度下PAA/SiO2复合材料的力学性能、热性能和界面性能，结果表明，适量的硅酸乙酯可以显著增强复合材料的力学性能和热稳定性，改善复合材料的界面性能。

1. 引言纳米复合材料由于其特殊的结构和性能而备受关注，其中SiO2作为重要的纳米填料，被广泛应用于各个领域。

聚丙烯酸酯是一种常用的塑料材料，具有优良的机械性能和耐热性能。

将聚丙烯酸酯与SiO2纳米颗粒组成复合材料，可以充分发挥两者的优点，提高材料的综合性能。

因此，研究PAA/SiO2复合材料的性能及界面作用具有重要的理论和实际意义。

2. 实验方法本实验采用溶胶-凝胶方法制备了不同硅酸乙酯含量的PAA/SiO2纳米复合材料。

首先，将聚丙烯酸酯溶解在甲基异丙醇（IPA）中，得到PAA溶液。

同时，在无水乙醇中加入一定量的甲酸水合硅酸乙酯（TEOS）溶液，并搅拌均匀。

随后，将PAA溶液慢慢滴加到TEOS溶液中，同时加入一定量的氨水作为催化剂。

接着，将反应溶液置于恒温恒湿条件下反应一定时间，得到PAA/SiO2纳米复合材料。

最后，将所得的复合材料进行干燥和热处理，得到最终的样品。

3. 结果与讨论我们通过扫描电子显微镜（SEM）观察了不同硅酸乙酯浓度下PAA/SiO2复合材料的微观形貌。

结果显示，随着硅酸乙酯浓度的增加，复合材料的粒径逐渐增大，分散性逐渐降低。

这是由于硅酸乙酯作为纳米填料，随着其浓度的增加，颗粒间的相互作用加强，导致复合材料的粒径增大和分散性变差。

为了研究不同硅酸乙酯浓度下PAA/SiO2复合材料的力学性能，我们进行了拉伸实验。

PP／SiO2／POE／HDPE／接枝PP复合材料力学性能的研究

PP／SiO2／POE／HDPE／接枝PP复合材料力学性能的研究70?文章编号:1002—6886(2006)O3—0070—02PP/SiOz/POE/ItDPE/接枝PP复合材料力学性能的研究木'伍玉娇,李清江,杨红军,李清天(1.贵州大学材料科学与冶金工程学院,贵州贵阳550003;2.贵州省材料技术创新基地,贵州贵阳550014;3.遵义市邮政局,贵州遵义563000)摘摹本吝研究了添加弹性体POE(8842);HDPE(52ooB),接枝PP与纳米sio2共用对PP的力学性能的影响.针对不同的材料配比,并进行了实验验证研究结果表明,将弹性体和纳米sio2共用,对PP有较好的增韧效果;接枝PP:~HDPE和SiO共用,对PP有一定的增韧效果.1ll一0___关键词.PP纳米si()2复合材料弹性体HDPE:接枝PP00t_.0.ll00l_StudyOnPP/SiO2/POE/HDPE/GraftPPCompositeofMechanicalProperties,v1JYu-jiao,LIQing-jiang.Y ANGHong-jun,LIQing-tianAbstract:MechanicalpropertiesofPP/Elastomer/HDPE/graftPP/nano—SiO2compositesarediscussedinthistext.Todifferentmaterialmatching,andhascarriedontheexperimenttoverify.Theresultsofstudyindicatesth attoughnes$ofPPemployedisimprovedgready.withelastomerandnano—SiO2;andwithgraftPP,HDPEandnano—SiO2havecertainlyincreasethetoughnesSofPP.Keywords:PP;nano—SiO2;composites;elastomer;HDPE;gPP在五大通用工程塑料中,聚丙烯(PP)发展历史虽短,却是发展最快的一种.预计我国到2005年生产能力将达到4500kt.由于材料PP原料来源丰富,价格便宜,与其它通用塑料相比,具有较好的综合性能.比如:相对密度小,加工性能优良,屈服强度,拉伸强度及弹性模量均较高,电绝缘性良好,耐应力龟裂及耐化学药品性能较佳等,其制品无毒无味, 光泽性好,因此,聚丙烯广泛用于各个领域J.但材料PP成型收缩率大,脆性高,缺口冲击强度低(常温下缺口冲击强度仅为4—6kJ/m),特别在低温时尤为严重,这就大大限制了材料PP的进一步推广和应用,因此材料PP的改性特别是材料PP的增韧改性成为目前国内外研究的重点和热点.采用EPDM,EPM,SBS等一些橡胶或热塑性弹性体进行增韧改性,可以改进聚丙烯的缺口冲击韧性.但在耐候性,热稳定性, 加工性等方面仍存在一些缺陷.最近由美国DOW公司生产的聚烯烃弹性体(PolyolefinElastomer简称POE),在许多应用领域比EPDM,EPM,SBS等材料更具有性能,加工性,价格等方面的优势,特别是对聚丙烯的增韧改性,效果最为显着,在汽车保险杠,档板等部件上得到了普遍应用.].近年来,针对聚丙烯(PP)低温耐冲击性能差,人们对其进行了一系列的改性,其技术已由最初刚性无机填料填充或增强PP,弹性体增韧PP二元复合体系发展到用机械共混技术向体系中掺人弹性体粒子,形成三元复合体系以达到既增强又增韧的目的..根据"硬增硬"原理的需要.本文重点通过研究POE,HDPE,接枝PP与纳米SiO:共用对材料PP的宏观性能,为研发出一系列的高性能工程复合材料及制品提供了一些理论支持.1实验部分1.1实验用主要原料高聚物PP(T30S),独山子石化公司;弹性体POE (8842),美国DOW公司;高聚物HDPE(5200B),广东茂名石油化工公司;硅烷偶联剂(KH560),杭州沸点化工有限公司;纳米SiO:粉体(平均粒径20nm),浙江舟山纳米材料股份有限公司;马来酸酐(MAH)(分析纯);过氧化二异丙苯(DCP),市售;白油,市售;接枝PP,市售.1.2实验主要仪器和设备同向双螺杆混炼挤出造粒机(TSE一40A),南京瑞亚高聚物设备有限公司;高速混合机(SHR一10A),江苏自然机械有限公司;低温箱(WD4005F),国产;塑料注射成型机(CJ80MZ—NC11),震德塑料机械厂有限公司;塑料切粒机(PQ100/200),化工部晨光化工研究院塑料机械研究所;液晶式摆锤冲击试验机(ZBC一4B),深圳市新三思计量技术有限公司;微机控制电子万能试验机WDW一10C),上海华龙测试仪器公司;天平,国产.1.3工艺流程+基金项目:国家863计划资助(2003AA32X230)和省自然科学基金项目(黔科合计2004(3045)号).作者简介伍玉娇(1959一),女,贵州大学材料科学与冶金工程学院教授,主要研究方向:聚烯烃/无机刚性粉体复合材料,新型耐蚀材料.收稿日期:2005—10—1071?1.4性能测试拉伸强度按GB/T1040--1992;弯曲强度按GB/T934l一88;冲击强度按GB/T1043--93.2实验结果与讨论2.1添加不同含量的纳米SiO:对PP材料力学性能的研究表1PP/纳米SiO:复合体系力学性能从表1可看出随纳米SiO:的含量增加,材料的拉伸强度和弯曲强度呈现先升后降的趋势,而冲击强度基本上呈现先降后升的趋势,断裂伸长率一直下降,在添加量为2%时, PP/nano—SiO:复合材料体系综合性能较好,拉伸强度增加了3.9%,弯曲强度增加了8.7%,冲击强度下降了1.2%.2.2添加各种不同组份与2%纳米SiO:共用对PP材料体系的力学性能影响从图1可看出随弹性体POE的含量增加,材料的拉伸强度显着下降,而HDPE和接枝PP对PP/纳米SiO:复合材料的拉伸强度呈现先升后降的趋势.从图2,图4可看出弹性体POE对PP的冲击强度和断裂伸长率有显着的改善效果,随着POE含量的增加,体系的冲击强度和断裂伸长率有很重大的提高.嚣从图3可看出,随POE的蚤含量增加,PP/纳米SiO:复合材料的弯曲强度呈现先略上升后显着下降的趋势;接枝PP对PP/纳米SiO复合材料的弯曲强度呈现略下降的趋势;HDPE对PP/纳米SiO2复合材料的弯曲强度呈现先略上升后下降的趋势.可见,POE对PP有优良的增韧作用,与PP,活性纳米SiO:有较好的相容性.这是因为POE的分子量分布窄,分子结构中侧辛基长于侧乙基,在分子结构中可形成联结点,在各成分之间起到联结,缓冲擐加组份的百分台量懦(B罐枝PP;c—HDPE:D—POE)图1添加不同组份与拉伸强度的关系/匡/,',一.舔加组份的百分舍量懦(B罐技PP;C-HDPE~D-POE)图2添加不同组份与冲击强度的关系作用,使体系在受到冲击时起分散,缓冲冲击能的作用,减少银纹因受力发展成裂纹的机会,从而提高了体系的冲击强度. 当体系受到张力时,由于这些联结点所形成的网络状结构可以发生较大的形变,所以,体系的断裂伸长率有显着的增加, 当P0E的含量增加时,体系的拉伸强度,弯曲强度均有所下降,这是由POE本身的性能决定的,故POE的含量应控制在20%以下;对于HDPE,已有研量究表明j:采用HDPE与PP嚣共混时,HDPE的球晶对PP的球晶有插入,分割作用,能达到细化PP晶粒作用,起到增韧效果.但是当PP中HDPE的含量较高时,HDPE与PP的相容性变差所致.对于接枝PP,随接枝PP含量的增加,冲击强度呈现上升的趋势,主要是接枝量PP在PP/纳米siO:复合材料萎起到增容剂的作用.2.3综合性能较好的材料配比从以上几个方面的实验及分析中归纳出三个综合性能较好,成本适中的材料配比,并进行了实验验证,分别对应于对器加组份的百分量,%(B罐桂PP;c—HDPE;D—POE)舔加组份的百分含量懦rB罐枝PP;C—HDPE;D—POE)图4添加不同组份与断裂伸长率的关系强度和韧性有不同要求的使用场合,结果如表2.表2推荐的改性材料配比及实验结果3结论3.1在PP填充增韧改性中,添加POE与纳米SiO:共用的增韧效果最好,但导致材料拉伸强度降低.3.2高密度聚乙烯,接枝PP与纳米SiO:共用在PP填充改性中,在一定的添加含量内能起增强增韧的功能.3.3按此综合性能,成本等因素,结果制定出适用于不同使用场合,成本适中的材料配比:a)88%均聚型聚丙烯+10%POE+2%二氧化硅.b)83%均聚型聚丙烯+15%接枝PP+2%二氧化硅.c)93%均聚型聚丙烯+5%高密度聚乙稀+2%二氧化硅.参考文献1张增民,吕荣侠等.塑料工业,1989,(1);312曹福志.优成树脂及塑料.1991,(2);133刘南安.付家瑞等.塑料科技.1998,(2);14李蕴能,章其忠等.工程塑料应用.1998,(6):85昊唯等.高分子.2000(1):996欧玉拳等.高分子.1996(1):597Rat~lloMS.WhileLR.J.App1.Polym.sci.1997,(2):505 8张弓等.高分子.1998,(5):5919张弓等.高分子.2000(6):306。

硅灰-聚丙烯纤维混凝土室内力学性能实验研究

硅灰\聚丙烯纤维混凝土室内力学性能实验研究摘要：普通水泥混凝土存在许多缺陷，但可以通过掺入添加剂来改善其性能。

本文通过同时掺入聚丙烯纤维和硅灰，研究其对混凝土抗压、抗折性能的影响。

针对硅灰、聚丙烯纤维在混凝中的掺入量变化，进行了室内混凝土力学性能实验研究，运用正交试验方法优化后得出了最佳掺量为1%（体积比）聚丙烯纤维和10%（质量比）硅灰。

关键词：硅灰聚丙烯纤维混凝土力学性能一、引言混凝土，以其骨料可以就地取材，构件易于成型，具有水硬性等突出特点，被广泛的应用于土木建筑工程中。

但是混凝土作为一种多孔性的脆性材料，有其固有的弱点，如抗拉强度远远低于抗压强度、抗变形能力差、耐磨性差、抗渗性差、抗高温性能差、易折断等等。

由于这些不足的存在，限制了混凝土领域的扩展。

为改善混凝土的性能，出现了硅灰、粉煤灰及纤维增强水泥基复合材料，钢纤维、玻璃纤维、合成纤维等材料广泛应用于混凝土中。

其中硅灰、聚丙烯纤维由于具有掺加工艺简单、价格低廉、性能优异等特点，近年来更是被广泛采用。

二、相关研究成果2.1硅灰、聚丙烯纤维性能研究硅灰对改善混凝土性能有巨大作用。

硅灰的粒径较小，加入硅灰后，水泥石的密实性得到提高，从而抗压强度增大。

有研究表明当硅灰的掺量在8%—l0%时，对混凝土的综合性能贡献较大。

聚丙烯纤维对混凝土的作用主要是限制了混凝土早期裂缝的生成与发展，钝化了原生裂隙尖端的应力集中，使介质内的应力场更加持续和均匀，增强了混凝土的耐久性。

对聚丙烯纤维性能的研究发现：聚丙烯纤维对混凝土抗拉强度的提高可达到90%，劈裂抗拉抗折强度可达到20%。

研究表明硅灰与聚丙烯纤维同掺，对水泥混凝土性能的改善比单掺纤维更为明显。

当纤维掺量为0.2%，硅灰掺量为10%时，混凝土28d 抗压强度可提高39.44%。

2.2本文主要工作本文以硅灰、聚丙烯纤维的掺量为变化参数，对硅灰聚丙烯纤维混凝土的抗拉、抗折性能进行试验研究。

根据影响混凝土强度的主要因子列出（4因子3水平）正交试验表，完成相关实验。

聚丙烯纤维制备技术与性能研究

聚丙烯纤维制备技术与性能研究聚丙烯是一种广泛应用于塑料工业的合成材料，其具有较高的强度、硬度、耐腐蚀性和耐疲劳性等特点。

由于这些优点，聚丙烯也被广泛应用于各种家庭和工业用品中，例如塑料袋、盒子、购物车等。

除了塑料材料之外，聚丙烯还可以用于纺织品的制造，例如聚丙烯纤维。

在本文中，我们将探讨聚丙烯纤维的制备技术和性能方面的研究。

一、聚丙烯纤维制备技术聚丙烯纤维一般是通过挤出、纺丝和拉伸等工艺制备而成。

首先，聚丙烯颗粒会经过融化和塑料化操作，然后送往挤出机。

在挤出机中，聚丙烯物料会被受热的螺杆推进到挤出机头部，进而通过微孔板加工出细小的聚丙烯纤维。

接下来，利用纺丝方法，使聚丙烯纤维形成一股连续的纤维丝。

最后，这些聚丙烯纤维会被经过拉伸后，形成有一定强度和尺寸的聚丙烯纤维。

虽然聚丙烯纤维的制备工艺相对简单，但随着工艺的变化和纤维形态的变化，对聚丙烯纤维的性能亦会有所不同。

例如，对聚丙烯纤维进行交织，或使其呈花环形态同样是有效的制备方式，亦能影响到聚丙烯纤维的性能。

二、聚丙烯纤维的性能研究聚丙烯纤维具有高强度和低密度、耐磨性、抗拉强度和高透气性等特点，这与其化学结构有一定的关联。

然而，随着聚丙烯纤维的制备，不同的工艺和方法，预计会导致一些潜在的物理、化学和机械的缺陷。

最主要的问题是在聚丙烯纤维的制备过程中，拉伸过度或不足可能会导致纤维的断裂。

如此，则导致聚丙烯纤维在各种应用场合下出现断裂或破损的情况。

这个问题的解决方案包括加强对聚丙烯纤维的质量控制和改进对聚丙烯的制备工艺。

此外，聚丙烯纤维的水分吸收度较低，随着使用时间的增加，聚丙烯纤维的柔顺度和柔软度将会下降。

为此，我们需要在开发和优化聚丙烯纤维制备技术的同时，深入研究其性能表现，找出优缺点，为其在纺织品、医疗材料等领域的应用提供依据。

另一方面，随着聚丙烯纤维的应用范围不断扩大，在研究聚丙烯纤维的性能时也应对其进行全面的评估和检测，以便在实践中更好地理解其优缺点，并更深入地开发和完善聚丙烯纤维的细节。

sio2增强增韧聚丙烯的原因

sio2增强增韧聚丙烯的原因一、背景介绍聚丙烯是一种广泛应用的热塑性合成树脂，具有轻质、耐候性好、化学稳定性高等特点，但其在强度和韧性方面存在不足。

为了改善聚丙烯的力学性能，可以通过添加填料来增强和增韧。

其中，SiO2是一种常用的填料，在聚丙烯中添加SiO2可以有效地提高其力学性能。

二、SiO2增强聚丙烯的原理1. SiO2填充物的特点SiO2是一种无机材料，具有高硬度、高强度和高耐磨性等特点。

在填充到聚丙烯中后，它可以形成一个网格结构，并与聚丙烯分子间作用，从而形成一个复合材料体系。

2. SiO2对聚丙烯力学性能的影响（1）增加硬度：由于SiO2本身具有高硬度，在填充到聚丙烯中后可以提高复合材料的硬度。

（2）提高抗拉强度：由于SiO2与聚丙烯分子之间的相互作用力，使得复合材料的内聚力增强，从而提高了其抗拉强度。

（3）提高抗冲击性：SiO2填充物可以在复合材料中形成一个网格结构，从而增加了复合材料的韧性和抗冲击性。

（4）改善耐磨性：由于SiO2本身具有高耐磨性，在填充到聚丙烯中后可以提高复合材料的耐磨性。

三、SiO2增韧聚丙烯的原理1. SiO2填充物的特点除了具有上述增强作用外，SiO2还具有较好的分散性和表面活性，能够有效地改善聚丙烯的流动性和加工性能。

2. SiO2对聚丙烯增韧的影响（1）改善流变性能：由于SiO2填充物具有较好的分散性和表面活性，在填充到聚丙烯中后可以有效地改善其流变性能，使得其更容易加工。

（2）形成网格结构：由于SiO2填充物可以在聚丙烯中形成一个网格结构，并与聚丙烯分子间作用，从而使得复合材料具有更好的韧性和耐冲击性。

（3）改善断裂韧性：SiO2填充物可以在复合材料中形成一个分散相，从而使得复合材料中的裂纹扩展路径增加，从而提高了其断裂韧性。

四、总结SiO2填充物在聚丙烯中的应用可以有效地提高其力学性能和加工性能。

其中，SiO2具有较好的分散性和表面活性，能够改善聚丙烯的流变性能；同时，SiO2还可以在聚丙烯中形成一个网格结构，并与聚丙烯分子间作用，从而使得复合材料具有更好的韧性和耐冲击性。

PP(纳米SiO2)复合材料的研究

PP/纳米SiO2复合材料的研究摘要：通过熔融共混法制备了PP/纳米SiO2复合材料。

研究了纳米SiO2用量对PP基体性能的影响。

通过力学性能测试、DSC热分析和SEM照片观测对PP/纳米SiO2复合材料的结构和性能进行了系统地研究。

结果表明：当纳米SiO2含量为2%时，PP/纳米SiO2复合材料的综合力学性能最好。

DSC表明，纳米SiO2对PP基体有异相成核作用。

SEM电镜分析得出，经表面改性的纳米SiO2均匀地分散于PP 基体中，从而起到良好的改性作用。

关键词：聚丙烯; 纳米SiO2;力学性能聚丙烯(PP)作为通用塑料，由于冲击强度低、耐低温韧性差、制品成型收缩率大等原因，限制了其进一步的使用和发展。

近年来对PP改性的研究较多，大部分在PP增韧方面有了突破性进展，但在冲击韧性得到改善的同时却以牺牲其他方面性能作为代价，如强度[1]。

有关无机纳米级粒子填充聚合物的理论和应用研究[2-8]表明，无机纳米粒子可同时增强、增韧聚合物。

然而纳米粒子具有较高的表面能而极易团聚，而且与PP基体的极性相差大，相容性差，从而大幅度劣化PP复合材料的物理机械性能。

目前提高纳米粒子在干态下的分散性，使其更均匀地分散在聚合物基体中成为无机纳米粒子改性PP研究的又一热点[9,10]。

本文通过力学性能测试、DSC热分析和SEM照片观测对PP/纳米SiO2复合材料的结构和性能进行了系统性的研究。

1 实验部分1.1 主要原料聚丙烯（PP）, T30S，独山子石化公司；纳米SiO2 (平均粒径20nm)，浙江舟山纳米材料股份有限公司；硅烷偶联剂(KH560)，杭州沸点化工有限公司。

1.2主要仪器和设备同向双螺杆混炼挤出机（TSE-40A），南京瑞亚高聚物设备有限公司；塑料注射成型机（CJ80MZ-NCⅡ），震德塑料机械厂有限公司；液晶式摆锤冲击试验机（ZBC-4B），深圳市新三思计量技术有限公司；微机控制电子万能试验机（WDW-10C），上海华龙测试仪器公司；扫描电子显微镜（KYKY-2800B SEM），北京中科科仪技术发展有限责任公司；差示扫描量热仪（DSC Q10），TA Instruments。

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迎，被广泛应用于工业制品、日用品、包装薄膜、纤维、涂料等领域。但也因其低温韧性差、缺口敏感性强、易老化等缺点而限制了其应用。这是由于聚丙烯是半结晶性聚合物，内部存在较大尺寸的球晶，造成聚丙烯的抗冲击强度低、制品的后收缩现象严重，在实际应用中不具备足够的刚性、尺寸稳定性 … 。为了改善等规聚丙烯（Ｐ）性能上的不足，常ｉＰ见的方法是在ｉＰ中共混部分增强增韧材料，结合增Ｐ
（Ｐ）通过单螺杆挤出机制得复合材料（ —ＦｉＰ。电子扫描显微镜表明，ｎｓｉＰｎＳ／Ｐ） —Ｆ在ｉＰ基体中分布均匀，界面结合Ｐ
良好，偏光显微镜（ＬＰＭ）显示，ｎｓ —Ｆ的加人使得ｉＰ晶粒细化，ＸＤ计算知ＪＰＲＢ晶型相对含量约为空白样的２倍，冲
第３９卷第７期
２１年７月０１
塑料工业
ＣＮＰＡＳＩＮＨＩＡＬＴＣＳＩＤＵＳＲＹＴ
二氧化硅纤维／聚丙烯结晶性能及力学性能的研究术
张鹏飞，温世鹏，张立群，徐日炜，刘力，３，
（．北京化工大学碳纤维及功能高分子材料教育部重点实验室，北京１０２；２１００９．北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室，北京１０２；３００９．教育部纳米材料重点实验室，北京１０２）００９
溶液自然挥发干燥后得到表面附有ＳＯ粒子（球）ｉ硅的ＳＯ短纤维。纤维直径５０ｒｉ０ｉｍ，长度约ｌｍ，０
１实验部分
１１主要原料与试剂．
正硅酸乙酯（ＥＳ）ＴＯ、Ⅳ，Ⅳ 一二甲基甲酰胺（ＭＦ、二甲基亚砜（ＭＳ、乙醇（ｔＨ）Ｄ）ＤＯ）ＥＯ：美国ＳｇａＡｄｉｈ公司；盐酸：北京化工厂；白炭黑：ｉｍ。ｌｒｃ
本文利用静电纺丝技术制备了一种直径约５０ｎ的０ｍ二氧化硅纤维，并且其表面附有二氧化硅粒子。与传统粉体、纤维材料相比，该纤维结合了两者的特点，即线形纤维与球形粒子的结合，将体现它作为ｉＰ增Ｐ
Ｔｃｎｌｇ，Ｂｉｎ００９ｅｈｏｏｙｅｉｇ１０２，Ｃｉａｊｈ；ｎ
３ＫｙＬｂｒｔｒＮｎ。ａｒｌｏＭｉｉｒｆｄｃｔｎｅｉｎｖｒｔｏｈｍｉ．ｅａｏａｒｆａｏｍｔｉｓｆｎｓｏｕａｏ，ＢｉｎＵｉｓｙｆｅｃｏｏｙｅａｔｙＥｉｊｇｅｉＣＭＴｃｎｌｙｅｉｇ１０２，Ｃｉａｅｈｏｇ，Ｂｉｎ００９ｈｎ）ｏｊ
ＺＨＡＮＧｎ —ｅ，，ＷＥＮｉｐｅｇ，，ＺＨＡＮＧ－ｕ＇，ＸＵ — ｉ，，Ｐｅｇｆｉ２３１Ｓｈ－ｎ，Ｌｉｑｎ，Ｒｉｗｅ２３１
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ＬＵ，，ＩＬｉ２３１
（．ＫｙＬｂｒｔｙｏａｂｎＦｂｒａｄＦｎｔｎｌｏｍｒ１ｅａｏａｒｆｒｏｉｎｕｃｉａＰｌｅ，ＭｉｉｒｆｄｃｔｎｅｉｇＵｉｒｔｏｈｍｉｌｏＣｅｏｙｎｓｙｏＥｕａｏ，ＢｉｎｎｖｓｙｆｅｃｔｉｊｅｉＣａ
ｆｃｅｅｄｖｌｐｄｔｒｕｈｔｅｅｅｔ。ｉｎｎｏｂｎｄｗｔｏ。ｅｏｔｅｙｏｈｓｉｔ（ＥＳ．ａｅｗｒｅｅｅｏｇｈｌｒｓｎｉｇｃｍｉｅｉｓｌｌｆｔｒｔｌｒｏｉｃｅＴＯ）ｏｈｃｏｐｈｇｅａｈｔｌａ
摘要：结合正硅酸乙酯（ＥＳＴＯ）溶胶一凝胶反应原理，通过静电纺丝技术制备了表面附有ＳＯ粒子（ｉ硅球）的
纳米ＳＯ：ｉ纤维。纤维经一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（Ｈ７）预处理后（。Ｆ）Ｋ５０ｎＳ，首次与等规聚丙烯
Ｔｃｎｌｇ，Ｂｉｎ００９，Ｃｉａｅｈｏｏｙｅｉｇ１０２ｊｈｎ；
２ＫｙＬｂｒｔｙｏｅｉｇＣｔｏｒｐｒｔｎａｄＰｏｅｓｇｏｏｅＰｌｒＭａｒｌ，Ｂｉｎｎｖｒｔｏｈｍｃｌ．ｅａｏａｒｆｉｎｉｎＰｅａａｏｎｒｃｓｎｆｖｌｏｍｅｏＢｊｙｉｉＮｙｔｉｓｅｉｇＵｉｅｉｆｅｉａｅａｊｓｙＣ
聚丙烯（Ｐ因其强度高、高频电绝缘性好、Ｐ）
耐热性强等诸多优异的机械性能及热性能而备受欢
强增韧材料的强度与韧性，以及ｉＰ的结晶形态 Ⅲ 的Ｐ２
改变等可以实现ｉＰ制品的刚性、韧性ＪＰ、热变形温
（Ｐ）ｂｅｓｇｃｅｘｕｅｅｅｃｍｏｉｓＥｂｅａｉｈｗｄｔａｎＳａｖｎｄｓｉＰｙｔｉｌｓｒｗｅｔｄｒｏｇｔｈｏｐｓｅ．ＳＭｏｓｒｔｎｓｏｅｈｔ。Ｆｈｄｅｅｉｈｎｅｒｔｔｔｖｏ－
１３４ｎＳ／Ｐ．．ＦｉＰ复合材料的制备
Ｊｎｏａｈｙ司；等规聚丙烯（Ｐ）８０，ｏｓＭｔｅ公ｈｎｔｉＰ：Ｋ３３
ＡｂｔａｔＴｅｅｅｔｓｕｉｎｎ。ｂｒｉｃｒｏａｄｗｔＳＯ２ａｏｐｒｃｅ（。Ｆｏｂｒｓｒｓｃ：ｈｌｒｐｎＳＯ２ａｏｆｅｓｎｏｐｒｔｉｉｎ ‘ａｉｓｎＳ）ｎｆｅ－ｒｃｏｉｅｈｎｔｌｉｕ
ｉＰＸＤｃｌｌｔｎｒｖａｅｒｌｉｅｙｔｌｏｔｎｏｍｏｉｓｎｒａｅｍｅｓｏａｅｉＰ．Ｒａｃａｉｅｌｔａｖｃｓｎｅｔｆｏｐｓｅｃｅｓｓｏｔｓｍｐｒｄｗｔｕｏｅｓｈｅｔｐｒａｃｃｔｉｔ２ｉａｃｈ
ｐｒｉｎａｄｇｏｎｅｆｃｎｔｅｉＰｍａｒ．ＰＭｅｎｔａｅｈｔｎＳｅｕｔｄｉｈｒｉｅｎｍｅｔｏｅｓｎｏｄｉｔｒｅｉｈＰｔｘｏａｉＬｄｍｏｓｒｔｄｔａ — Ｆｒｓｌｎｔｅｇａｎｒｆｅｎｆｅｉ
击性能大幅上升。
关键词：二氧化硅；聚丙烯；纤维；冲击性能
中图分类号：Ｔ３５１Ｑ２．４文献标识码：Ａ文章编号：１０５７（０１７— ０７— ５０５— ７０２１）００８０
ＳｔｄｙｏｈｙｔｌｉａｊｎｎｄＭｅｈａｉａｏｒｉｓｏｉｉａＦｉｒＰｏｙｏｙｅｅｕｎｔｅＣｒｓａｌｚｔｏａｃｎｃｌＰｒｐｅｔｅｆＳｌｃｂｅ／ｌｐｒｐｌｎ
ｎａＰＰ．Ｔｈｍｐｃｅｉｔｎｅｏｏｏｉｓｉｒａｅｉｎｆｃｎｔｅｔｉｅｉａｔｒｓｓａｃｆｃｍｐｓｔｎｃｅｓｄｓｇｉａｌｅｉｙ．Ｋｅｗｏｄｓ：Ｓｌｃｙｒｉｉａ；ＰＰ；ＦｉｒＩｂｅ；ｍｐａｔＰｒｐｒｉｓｃｏｅｔｅ
并且，根据白炭黑加入量的不同（．１．２．４０１、０２、０４
ｇ，对应的纤维表面硅球的含量分别为６７，）．％
１．２８％．２．２７％．
Ｈｉｉ２５ＧＤ，ＰＧ公司；聚乙烯基吡咯烷酮 —ｌ５Ｃ。ｓＰ（Ｖ：Ｍ＝１３０００ｇｍｌＰＰ）００／ｏ，英国ＡｆＡｓｒｌｅａ，ａ
ＴｉｒｒｈｃｌＳＯｉｅｓｔｅｔｄｗｉｈｓｌｎｏｐｉｇａｅｔＫＨ５７ｒｏｅｎｏｉｏａｔｃｐｌｐｏｙｅｅｈｅｈｅａｃｉａｉ２ｂｒｒａｅｔｉｅｃｕｌｎｇｎｆａ０ｗｅｅｄｐｄｉｔｓｔｃｉｏｙｒｐｌｎ
韧材料的特殊效果。 ‘
高压的拉伸作用下形成纳米纤维，沉积于转鼓之上，形成纤维网膜。静电纺丝条件为：电压１Ｖ，接收６ｋ距离２ｍ，注射速度１５ｍ／。０ｅ．Ｌｈ
１３３二氧化硅的烧制．．将静电纺丝所得的电纺纤维膜于马弗炉中从室温

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８８・
塑
料
工
业
丝＿技术是制备亚微米级纤维行之有效的方法之一。４
将前驱体溶液置入２０ｍＬ注射器内，安放于注射泵上，并以设定速率注射前驱体溶液，利用高压发生
器在注射泵与接收转鼓之间产生高压，前驱体溶液在
长江学者和创新团队发展计划资助基金（Ｒ００）ＩＴ８７，国家十一五支撑项目（０６Ａ０Ｂ２０ＢＥ３）