最新 聚丙烯纤维表面改性研究-精品
聚丙烯改性技术及其产品应用进展
聚丙烯改性技术及其产品应用进展发布时间：2023-01-04T05:40:40.555Z 来源：《中国科技信息》2023年17期作者：王海峰[导读] 聚丙烯产品虽然广泛应用于各行业，但国内高端聚丙烯产品主要依赖于进口，这是由于国内产品存在长时间暴露于室外易氧化、高温刚性不足等弊端。
王海峰中国石油庆阳石化公司甘肃庆阳 745000摘要：聚丙烯产品虽然广泛应用于各行业，但国内高端聚丙烯产品主要依赖于进口，这是由于国内产品存在长时间暴露于室外易氧化、高温刚性不足等弊端。
因此，需通过物理改性或化学改性的方式将聚丙烯加工为改性聚丙烯，提升其力学性能、以满足各行业需求。
本文主要分析聚丙烯改性技术及其产品应用进展。
关键词：聚丙烯；物理改性；化学改性；力学性能引言聚丙烯材料是丙烯单体在催化剂及助催化剂作用下，与氢气或乙烯发生聚合反应，将所得聚丙烯粉末与添加剂进行混合，经过挤压机熔融、混炼、造粒所得产物，具有无毒、无害且易加工成型的特性，广泛应用于食品包装、医疗器材、建筑、汽车零部件等各行业中。
1、化学改性化学改性是通过共聚改性、交联改性、接枝改性、添加成核剂等使聚丙烯分子结构或晶体构型发生改变，达到提高其力学性能、耐热性、耐老化性等的目的。
1.1共聚改性共聚改性通常是指丙烯单体与氢气或其他烯烃单体在茂金属催化剂作用下聚合进行的改性，通过添加不同类别催化剂或改变原料配比以生产熔融指数、等规度、抗冲性能各异的聚丙烯产品。
6种不同负载的茂金属催化剂对聚丙烯生产过程及产品质量的影响，发现不同负载的催化剂活性相差较大，其中负载Zr金属中心的茂金属催化剂活性及稳定性较好。
1.2接枝改性接枝改性过程中需添加大量的接枝单体，在聚丙烯分子上插入极性基团，从而达到改性的目的。
常见的接枝单体包括马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯等，为防止加工过程中聚丙烯发生降解，同时添加具备促进接枝效果的助单体苯乙烯。
为避免改性过程中马来酸酐在特定温度下易挥发产生刺激性气味这一问题，选择加入肉桂酸甲酯与马来酸酐共同作用，同时加入少量二乙烯苯可显著降低苯乙烯用量，从而降低成本。
聚丙烯表面改性技术及应用
聚丙烯表面改性技术与应用0. 引言聚丙烯(PP)作为通用塑料，以产量大、应用面广以及物美价廉而著称，但聚丙烯具有非极性和结晶性，表面与极性聚合物、无机填料及增强材料等相容性差，导致其染色性、粘接性、抗静电性、亲水性也较差，这些缺点制约了聚丙烯的进一步推广和应用。
聚丙烯的表面改性和功能化处理技术是一种重要的改性方法，研究主要集中在接枝极性单体,如马来酸酐和丙烯酸等,以及带有第二官能团单体,如甲基丙烯酸缩水甘油脂等；是改善PP表面性状性的主要手段，可以提高PP材料与其他极性的界面作用力，增强其亲水性、染色性能、黏结性能和共混高聚物之间的相容性等。
本文主要就聚丙烯材料的表面处理方法以及改性聚丙烯的应用作简单地介绍。
1. 高能辐照表面处理法辐照接枝法是用高能射线照射产生自由基，自由基再与活性单体反应生成接枝共聚物。
与其它接枝法比较，辐照接枝法的优点在于适合各种化学、物理性质稳定的树脂，能够快速且均一地产生活性自由基，而且不需加化学引发剂，不过该方法成本较高。
根据利用辐照获得接枝活性点的方式可以将其分为同时辐照和预辐照两种方法，同时辐照法是将反应单体和PP接枝基体同时放置在辐照环境中，这样在基体上形成活性点的同时就可以进行接枝反应。
预辐照法就是首先辐照PP，使其表面带有活性点，然后再和单体反应。
比较两种方法，预辐照技术更能减少单体均聚物的生成。
辐照接枝法在改善膜或纤维的表面极性方面应用广泛[1]。
除了对基材进行辐照引发接枝反应外，通过异相引发接枝[2]还有学者研究出利用预辐照对聚乙烯进行处理，再使用经过辐照处理的聚乙烯作为聚丙烯的熔融接枝反应的引发剂来引发聚丙烯接枝丙烯酸，经反应挤出制备出高性能的聚丙烯接枝丙烯酸共聚物。
这种异相引发接枝反应很好的控制了聚丙烯在熔融接枝中的降解副反应，极大的保存了基材优异的力学性能。
1.1 γ-射线辐照接枝法γ-射线辐照属于高能物理法，利用60Co-γ射线对原纤维基材进行处理，进而与单体进行接枝反应得到所需要的接枝产物。
改性--聚丙烯改性技术的研究进展
聚丙烯改性技术的研究进展五大通用塑料中，聚丙烯(PP)发展历史虽短，却是发展最快的一种。
与其他通用塑料相比，PP具有较好的综合性能，例如：相对密度小，有较好的耐热性，维卡软化点高于HDPE和ABS，加工性能优良；机械性能如屈服强度、拉伸强度及弹性模量均较高，刚性和耐磨都较优异；具有较小的介电率，电绝缘性良好，耐应力龟裂及耐化学药品性能较佳等。
但由于PP成型收缩率大、脆性高、缺口冲击强度低，特别是在低温时尤为严重，这大大限制了PP的推广和应用。
为此，从上世纪70年代中期，国内外就对PP改性进行了大量的研究，特别是在提高PP的缺口冲击强度和低温韧性方面，目前已成为国内外研究的重点和热点。
1 橡胶增韧PP橡胶或热塑性弹性体以弹性微粒状分散结构增韧塑料，已被证实是增韧效果较为明显的一种方法。
由于PP具有较大的晶粒，故在加工时球晶界面容易出现裂纹，导致其脆性。
通过掺人各种含有柔性高分子链的橡胶或弹性体，可大幅度提高PP的冲击强度，改善低温韧性。
传统的PP增韧剂有三元乙丙橡胶(EPDM)、二元乙丙橡胶(EPR)、苯乙烯与丁二烯类热塑性弹性体(SBS)、顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)等，其中以EPDM或EPR取效果最好。
1．1 PP／乙丙橡胶共混体系PP与乙丙橡胶都含有丙基，溶度参数相近，根据相似相容原理，它们之间应具有较好的相容性。
由于乙丙橡胶具有高弹性和良好的低温性能，因此与PP 共混可改善PP的冲击性能和低温脆性。
李蕴能等研究了乙丙橡胶心P共混物的性能，得出结论：在相同橡胶含量下，增韧共聚PP的效果远优于增韧均聚PP，且增韧效果与橡胶的种类有关。
通常情况下，EPR的增韧效果优于EPDM。
通过实验发现，当橡胶含量为30%时，增韧效果最好；不同结晶度的EPR对PP的增韧效果也不一样，结晶度越低，其增韧效果越好。
刘晓辉等对不同PP心Pr)M共混物的力学性能进行了研究。
结果表明：(1)随着体系中EPDM加入量的增多，材料的冲击强度明显上升，当EPDM含量为30％左右时，冲击强度出现极值；(2)冲击强度的提高和变化与EPDM在PP中的形态和分布有关；(3)EPDM的加入对共混晶体结构有影响，但晶体结构上的差异对力学性能不起作用。
聚丙烯材料改性研究
5 总结
通过本次实验，学习了高聚物材料加工中的配方设计方法，造粒工艺，注射工艺，材料 的性能测试等一系列与实际生产结合比较紧密；同时将书上的理论知识与本次的实验相结 合，同时认识到聚合物的加工过程不是一件简单的过程，需要一个比较缜密的思考过程，从 确定配方到生产过程中温度、压力、加料顺序等都需要认真思考与讨论才能开始试验，否则 会使实验达不到我们预期的效果。
2.3.2 注射工艺及标准样条制备
（1）将粒料放入干燥机中干燥
（2）将干燥好的粒料放入注射剂料斗中，设置注射机参数为机头 240，注射机中间段 230 注射机前段 220，改手动操作为半自动操作 （3）将各组的标准样条编号准备做性能测试
2.4 性能测试
2.4.1 收缩率的测试
将已将放置了 24h 以上的标准样条用游标卡尺测量其尺寸，不同部位多测几次，并与模具尺 寸结合计算收率，求取平均值。此部分数据见附录。
本次实验采用 POE 对聚丙烯增韧；氢氧化镁对聚丙烯进行阻燃改性，由于加入氢氧化镁 的量太多，挤出机挤出较困难，所以同时加入少量三氧化二锑(Sb2O3)来减少氢氧化镁用量， 降低加工难度。
2.实验
2.1 配方设计
PP
A1
100
B1
100
C1
100
A2
100
聚丙烯纤维化学改性的研究进展_孙阿惠
纤维生产聚丙烯纤维化学改性的研究进展孙阿惠杨鹏张鹏刘军海陕西理工学院化学与环境科学学院（中国）摘要：概述了聚丙烯纤维化学改性的研究进展，探讨了各种化学改性法的优缺点。
重点分析了目前聚丙烯纤维化学改性研究存在的问题，并展望了聚丙烯纤维化学改性的发展趋势。
关键词：聚丙烯纤维，化学改性，进展聚丙烯（PP）纤维又称丙纶，是以等规聚丙烯为原料纺丝制得的合成纤维，为化学纤维中最轻的品种。
耐磨性仅次于聚酰胺纤维，因其体积质量小，导湿性、保暖性、耐腐蚀性良好，不发霉、不腐烂，具有优良的加工性能和物理机械性能等特点而具有广泛用途。
然而PP纤维自身又有明显的缺点，如染色性、老化性、抗静电性、亲水性以及阻燃性等较差；PP纤维大分子属非极性结构，与极性基团结合困难，这些都大大限制了其在纺织和其他工业领域更为广泛的应用。
对PP纤维进行适当改性可有效改善这些不足，拓展其用途。
PP纤维的改性方法一般有物理改性和化学改性两类。
化学改性原料来源丰富，通过改变纤维大分子链的化学结构来改善其性能，效果具有耐久性，且综合性能十分优越，受到越来越广泛的重视。
本文概述了几种化学改性的方法，旨在为PP纤维改性研究提供参考。
1PP纤维的化学改性方法目前，PP纤维的化学改性方法主要有接枝改性法、接枝共聚改性法和交联改性法等。
1．1接枝改性接枝改性是以丙烯酸为单体，在一定条件下进行接枝反应，使PP纤维表面带上亲水的—COOH基团，达到表面改性的目的，改善PP纤维的分散性能。
其中，丙烯酸是一种价廉易得的工业原料，且与丙烯单体结构类似，可以保持PP纤维结构上的许多优点。
根据引发方式不同，接枝改性可以分为等离子体表面接枝改性和辐射表面接枝改性。
1．1．1等离子体表面接枝改性等离子体表面处理采用等离子体轰击材料表面，断裂材料表面分子的化学键，提高粒子的化学反应活性，引发高聚物的自由基反应，自由基随后发生表面刻蚀、交联或化学改性。
等离子体改性PP纤维，增大了纤维比表面积，提高了润湿能力，有利于染料分子的嵌入，同时，纤维表面引入极性基团，使纤维表面易于以化学键、氢键或静电等作用吸附染料分子。
聚丙烯纤维改性及应用研究
2019年第15期广东化工第46卷总第401期·7·聚丙烯纤维改性及应用研究刘冶球1，杨毅1，黄梅欢1，胡希1，朱奕嘉2(1．长沙理工大学交通运输工程学院，湖南长沙410076；2．西洞庭食品工业园投资开发有限公司，湖南常德415137)Modification and Application of Polypropylene FiberLiuYeqiu1,Yang Yi1,Huan Meihuan1,Hu Xi1,Zhu Yijia2(1.School of Transportation Engineering Institute,Changsha University of Science and Technology,Changsha410076；2.Xidongting Food Industrial Park Investment Development Co.,Ltd.,Changde415137,China)Abstract:Polypropylene(PP)fiber was modified by grafting with maleic anhydride.The effect of maleic anhydride content,initiator content and reaction time on the percentage of graft has been discussed.The grafted fiber was further used to modify the performance of cement mortar.It was found that the grafted fiber showed higher effect on the strength of cement mortar than that of un-grafted fiber.Keywords:polypropylene fiber；graft；cement mortar；strength1前言纤维增强水泥基材料作为一种新型建筑材料一直以来是水泥基材料高性能化的重要途径[1-3]。
高聚物共混改性聚丙烯纤维的染色性能研究的开题报告
高聚物共混改性聚丙烯纤维的染色性能研究的开题报告一、研究背景和意义聚丙烯纤维是一种重要的合成纤维，具有良好的物理性能、化学稳定性和透气性能等优点，广泛应用于纺织、建材等领域。
但是，由于聚丙烯纤维本身不易染色，所以在实际应用中需要通过添加染料或采用更改纤维表面性质的方法来改善其染色性能。
而高聚物共混是一种常用的改性方法，通过将聚丙烯与适合的高聚物共混，可以改善其染色性能，提高染色效果和染色剂的利用率，因此具有重要的研究意义。
二、研究内容和技术路线本研究旨在探究不同种类、不同比例高聚物共混对聚丙烯纤维染色性能的影响，测试吸水性、染色效果、色牢度等指标，并分析其原因。
具体包括以下研究内容：1. 合成不同种类、不同比例的高聚物材料，并对其结构和性能进行表征。
2. 将高聚物材料与聚丙烯纤维进行共混，采用纺织行业常见的水溶性染料进行染色，测试染色效果及色牢度。
3. 对染色效果、色牢度等指标进行比较分析，探究高聚物共混改性对聚丙烯纤维染色性能的影响机理。
技术路线：1. 物料准备：聚丙烯纤维、高聚物材料、染色剂及辅助剂。
2. 合成高聚物材料：采用化学反应制备不同种类、不同比例的高聚物材料，并进行其结构和性能表征。
3. 处理聚丙烯纤维：将高聚物材料与聚丙烯纤维进行共混，通过热处理、物理方法等改变纤维表面形态和化学性质。
4. 染色：采用纺织行业常见的水溶性染料进行染色，在一定的时间和温度下进行染色，评估染色效果。
5. 测试和分析：测试染色效果及色牢度，分析其影响因素和影响机理。
三、预期研究结果和创新点1. 确定最佳高聚物配方：通过对不同种类、不同比例高聚物共混染色的研究，确定最佳的高聚物配方，提高聚丙烯纤维染色效果和色牢度。
2. 探究高聚物共混改性机理：通过对染色效果、色牢度等指标的测试和分析，探究高聚物共混改性对聚丙烯纤维染色性能的影响机理。
3. 实现对聚丙烯纤维的染色性能提升：通过本研究，实现对聚丙烯纤维染色性能的提升，为其在纺织行业等领域的应用提供技术支持和创新思路。
加工成型过程中聚丙烯表面改性研究的开题报告
加工成型过程中聚丙烯表面改性研究的开题报告一、选题背景聚丙烯是一种重要的工程塑料，具有价格低廉、加工性能好、力学性能优良等特点，广泛应用于汽车、电器、包装、建材等行业。
然而，聚丙烯表面的低表面能和亲水性差使得其在涂装、印刷、粘接等方面的应用受到限制。
因此，研究如何改善聚丙烯表面性质十分重要。
二、研究目的本研究旨在探究不同改性方法对聚丙烯表面改性效果的影响，并寻找一种有效的改性方法，提高聚丙烯表面的亲水性能。
三、研究内容1. 研究聚丙烯表面的形貌、化学成分及性质；2.探究不同改性方法对聚丙烯表面性质的影响，包括表面氧化、拉伸加工等；3.评估不同改性方法对聚丙烯表面亲水性的影响。
四、研究意义1. 手段完整：本研究将对聚丙烯表面改性的相关领域进行探讨，为聚丙烯表面改性提供技术路线；2.应用广泛：聚丙烯是一种广泛应用的材料，研究内容对生产实践有较大参考价值；3.促进发展：本研究的成果对于材料改性、塑料制品开发等方面的科学研究和实际应用具有显著的推动作用。
五、研究方法1. 分析聚丙烯表面的形貌、化学成分及性质，采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和接触角测试等方法；2. 使用超声波表面处理、离子束辅助气相沉积等方法进行表面氧化；3.利用拉伸加工破坏聚丙烯表面结构，获取聚丙烯表面的缺陷结构，从而提高其亲水性。
六、预期成果本研究预期将获得以下成果：1. 研究聚丙烯表面性质的变化规律；2.评估不同改性方法对聚丙烯表面亲水性的影响，并找到一种有效的表面改性方法；3. 提供一种改善聚丙烯表面性能的技术路线。
七、研究工作计划本研究时间为一年，具体计划如下：第一季度：文献综述、基础性能测试和分析第二季度：超声波表面处理表面氧化改性实验第三季度：离子束辅助气相沉积表面氧化改性实验第四季度：拉伸加工改性实验，成果整理和分析。
八、参考文献1. Zhang Y, Fang Z, Yonetake K, et al. Surface characterization of corona and UV/ozone-treated multimodal polypropylene[J]. Polymer, 2002, 43(2): 345-355.2. Harkin-Jones E, Vaghefi P M, McAfee B J, et al. Surface hydrophilization of polypropylene and polyethylene using a novel atmospheric pressure plasma jet[J]. Journal of Adhesion Science and Technology, 2012, 26(1-3): 183-196.3. Kahraman M V, Coruh V, Guvenc U, et al. Surface modification of polypropylene via the atmospheric-pressure plasma treatment[J]. Journal of Adhesion Science and Technology, 2011, 25(23-24): 2617-2627.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
聚丙烯纤维表面改性研究聚丙烯纤维的表面改性提高了玻化微珠复合保温材料力学强度和软化系数，但纤维表面处理方式的增强效果明显不同，下面是小编整理推荐的一篇探究聚丙烯纤维表面改性的，供大家阅读参考。
以玻化微珠为轻质骨料，水泥、石膏和粉煤灰等胶凝材料为主要原料，经模压成型制备的玻化微珠无机保温材料，其密度与力学强度要求往往不能兼顾.在此体系中引入增强纤维，可以使保温材料在较小密度下具有较高强度，且适宜掺量的增强纤维不会对保温材料的密度和导热系数有较大影响.聚丙烯纤维是一种柔性纤维，在水泥砂浆和混凝土制品中有着出色的阻裂效果[1-2],但聚丙烯纤维表面能低，表面不含任何活性基团，往往影响其应用效果.对聚丙烯纤维表面进行适当改性，可增强其与水泥等无机胶凝材料的界面结合力，提高复合材料的力学强度.1试验1.1原材料玻化微珠：山东创智新材料科技有限公司产Ⅱ类玻化微珠，其主要性能指标见表1;聚丙烯纤维(PP)：四川华神化学建材有限责任公司产，其基本性能指标见表2;水泥：中联水泥厂产42.5R快硬硫铝酸盐水泥;粉煤灰：华电国际邹县发电厂Ⅰ级粉煤灰，符合GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的各项要求;醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(简称VAE乳液)：南京丹沛化工有限公司产，固含量(文中涉及的固含量、浓度和掺量等除特别注明外均为质量分数)55.5%;聚乙烯醇缩甲醛胶，固含量3.38%;建筑石膏粉：0.2mm方孔筛筛余量8.7%,初凝时间5min,终凝时间26min;氢氧化钠：分析纯化学试剂，NaOH含量≥96%.1.2聚丙烯纤维表面改性处理碱处理：取适量聚丙烯纤维放入浓度为5%的NaOH溶液中浸泡8h后取出，用蒸馏水洗净表面，晾干备用.包覆改性处理：将碱处理后的聚丙烯纤维放入VAE乳液稀释液(m(VAE乳液)∶m(水)=1∶1)中搅拌浸泡20min,取出纤维并压挤出多余液体，物理分散、烘干后待用.1.3试验方法按m(玻化微珠)∶m(聚乙烯醇缩甲醛胶)∶m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(石膏)=1.00∶1.00∶0.80∶0.20∶0.08,准确称量各物料.聚丙烯纤维掺量与相应的试样编号见表3,其中P组为掺加未改性聚丙烯纤维的复合保温材料试样、A组为掺加碱处理聚丙烯纤维的试样、C组为掺加VAE 乳液包覆改性聚丙烯纤维的试样.先将玻化微珠、聚丙烯纤维、水泥、粉煤灰和石膏混合均匀，聚乙烯醇缩甲醛胶通过喷射枪以雾化状态均匀喷射到混合料中，再将混合料倒入500mm×300mm×80mm的模具中整平，并在0.47MPa压力下模压成型，1h后脱模，得到500mm×300mm×50mm的保温板材.在20℃,相对湿度95%的条件下养护3d后，将保温板材放入60℃电热鼓风干燥箱中烘干备用.将制备的保温板材按照标准要求分别加工成250mm×100mm×50mm的抗折试样和100mm×100mm×50mm的抗压试样，依据GB/T 5486-2008《无机硬质绝热制品试验方法》分别测试各试样的抗折强度和抗压强度;参照GB/T 20473-2006《建筑保温砂浆》测试试样的软化系数，试样尺寸与抗压强度测试尺寸相同;将板材加工成尺寸为300mm×300mm×25mm,依照GB/T 10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》，使用IMDRY3001-Ⅵ智能型双平板导热系数测定仪(精确至0.000 1,测量精度±3%)测试试样的导热系数;对改性前后聚丙烯纤维表面的微观形貌及复合保温材料的断口形貌进行SEM分析.2结果与讨论2.1聚丙烯纤维掺量对复合保温材料力学性能的影响复合保温材料试样的抗折强度随聚丙烯纤维掺量的增加逐步增大，当纤维掺量超过1.0%后，试样的抗折强度趋于稳定;复合保温材料试样的抗压强度随纤维掺量的增加先增大后减小，变化幅度不大;当聚丙烯纤维的掺量达到1.0%时，试样的抗折强度和抗压强度均达到最大，分别为0.62,1.47MPa,较空白试样P0分别提高了93.75%和7.30%.2.2聚丙烯纤维掺量对复合保温材料密度和导热系数的影响复合保温材料的密度和导热系数测试结果见表4.由表4可以看出，聚丙烯纤维掺量对复合保温材料的密度和导热系数影响甚微，试样的密度基本保持在299kg/m3,导热系数为0.069 8~0.069 9W/(m·K)。
2.3聚丙烯纤维表面改性对复合保温材料性能的影响聚丙烯纤维表面改性对复合保温材料力学性能和软化系数的影响见图2,3.由图2可知，聚丙烯纤维分别经碱处理和VAE乳液包覆改性处理后，可使复合保温材料试样A和试样C的抗折强度由未改性处理试样P5的0.62MPa分别提高到0.71,0.98MPa,增加了14.52%和58.06%;试样A和试样C的抗压强度由试样P5的1.47MPa分别提高到1.53,1.62MPa,增加了4.08%和10.20%.由图3可以看出，经碱处理的聚丙烯纤维对复合保温材料的软化系数基本没有影响，而经VAE乳液包覆改性处理的聚丙烯纤维可使复合保温材料的软化系数由未改性处理试样P5的0.40增大到0.45,提高了12.50%.由此可知，对聚丙烯纤维进行碱处理和包覆改性处理均可明显改善玻化微珠复合保温材料的抗折强度.对比2种表面改性处理方式的效果，发现经VAE乳液包覆改性处理的聚丙烯纤维对复合保温材料力学强度和软化系数的提高作用均明显优于经碱处理的聚丙烯纤维.聚丙烯纤维表面处理方式对复合保温材料密度和导热系数的影响不大.复合保温材料试样A和试样C的密度和导热系数与未改性处理试样P5相比均无明显变化，3种复合保温材料试样的密度和导热系数基本上保持在299kg/m3和0.069 9W/(m·K)左右.2.4聚丙烯纤维表面改性效果分析聚丙烯纤维的表面改性提高了玻化微珠复合保温材料力学强度和软化系数，但纤维表面处理方式的增强效果明显不同.为研究聚丙烯纤维表面处理方式对复合保温材料增强效果的差异，利用SEM对纤维微观形貌(图4)进行观察.由图4可见，未经表面改性处理的聚丙烯纤维表面光滑洁净，纤维比表面积较小;经碱处理后的聚丙烯纤维表面出现一些点状物和凹痕，粗糙度明显提高，比表面积增加，表面能提高;经VAE乳液包覆改性处理的聚丙烯纤维表面改性效果最为明显，表面包覆了1层乙烯与醋酸乙烯共聚物(EVA)，呈现凹凸不平的形貌，纤维与基体材料的接触面积显着增大，改善了纤维与基体的界面吸附及结合状况.聚丙烯纤维在碱处理的过程中，纤维表面的杂质被侵蚀溶解，原来的杂质位置上留下微小孔隙;当纤维在VAE乳液中充分搅拌时，乳液中的EVA容易吸附在不光滑的纤维表面上，与纤维形成较为牢固的结合.EVA带有的极性基团及凹凸不平的表面，均可提高其与体系中胶凝材料(水泥、石膏和粉煤灰)水化产物及聚乙烯醇缩甲醛胶的界面结合，从而改善复合材料的界面性能.根据复合保温材料成型工艺的特点，物料经搅拌和施胶后，玻化微珠和聚丙烯纤维表面均黏附着1层水泥、粉煤灰、石膏颗粒及聚乙烯醇缩甲醛胶的混合物，经模压成型后这些混合物间相互黏合，通过胶凝材料的水化形成一体.基体材料中的水泥熟料矿物和石膏通过水化反应生成AH3凝胶、C-S-H凝胶、钙矾石及CaSO4·2H2O等水化产物，水化过程中释放的Ca(OH)2与粉煤灰中的活性组分发生反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等.同时，随着胶凝材料水化过程的进行及水分的蒸发，体系中的聚乙烯醇缩甲醛胶在毛细孔表面、玻化微珠-水化产物界面和聚丙烯纤维-水化产物界面的局部发生絮凝而形成聚合物膜，聚合物膜中的极性基团与水化产物和EVA中的极性基团相互键合，增强了基体与玻化微珠、聚丙烯纤维的界面结合，减少了微裂纹在界面上的发生，宏观上表现为复合保温材料力学强度和耐水性能的提高.2.5聚丙烯纤维对玻化微珠复合保温材料的增强机制聚丙烯纤维在玻化微珠复合保温材料体系中分布均匀，在三维方向上呈乱向分布，形成网络骨架，可起到分散应力的作用.均匀分布在体系中的单丝纤维可承受材料因干燥收缩及吸水膨胀而产生的应力，降低裂纹产生的概率.在材料的破坏过程中，纤维可以消耗裂纹发展过程的能量，纤维的界面破坏、拉长和拔出均会消耗一定的裂纹能量，减弱裂纹尖端的应力集中作用，阻碍裂纹的生长和发展，增大了造成材料破坏所需要的能量[3-6].裂纹在材料中的发展过程如图5所示.混合料经模压成型、胶凝材料水化而形成一体，但在玻化微珠与聚丙烯纤维及玻化微珠之间会形成一定的微小孔隙(见图5(a));在外力作用下，这些微小孔隙处因应力集中而产生微裂纹，微裂纹沿基体扩展到纤维和玻化微珠与水化产物的界面处(见图5(b),(c))，裂纹的能量在界面处发生流散，此时，裂纹能量的流散主要在于界面处键能的破坏和界面的剥离;在外界应力的持续作用下，部分裂纹穿透纤维或玻化微珠，造成纤维局部的拉长和拔出，以及玻化微珠和基体的破裂(见图5(d),(e))，导致材料发生破坏、断裂.图6为复合保温材料试样P5和试样C断口形貌的SEM照片.由图6可以看出，试样P5断口处纤维表面较为光滑，只有少量的水化产物附着在上面;试样C断口处聚丙烯纤维表面包覆有大量的水化产物，只在局部发生脱黏.VAE乳液包覆改性聚丙烯纤维与基体的界面结合较好，有利于聚丙烯纤维在复合保温材料中强度的挥发，提高了复合保温材料的力学强度和耐水性能。
3结论(1)聚丙烯纤维掺量为1.0%时，可改善玻化微珠复合保温材料的力学性能，尤其是复合保温材料的抗折强度得到显着提高，试样的抗折强度和抗压强度较空白试样分别提高了93.75%和7.30%.(2)聚丙烯纤维经碱处理和VAE乳液包覆改性处理后均可改善纤维与基体的界面结合状况，从而能进一步提高复合保温材料的性能，其中纤维经VAE乳液包覆改性的效果更好.在最佳聚丙烯纤维掺量下，经VAE乳液包覆改性处理后的聚丙烯纤维复合保温材料试样的抗折强度和抗压强度达0.98,1.62MPa,较未改性处理试样分别提高了58.06%和10.20%,软化系数提高了12.50%.(3)与碱处理改性方式相比，VAE乳液包覆改性处理使聚丙烯纤维表面包覆了1层EVA,形成了带有极性基团并凹凸不平的表面，增大了纤维与基体材料的接触面积，改善了纤维与基体的界面吸附及结合状况。