聚丙烯／超支化聚酰胺接枝纳米Y2O3复合材料的性能
研究与开发 合成树脂及塑料，２０１３，３０（５）：２０ ＣＨＩＮＡ ＳＹＮＴＨＥＴＩＣ ＲＥＳＩＮ ＡＮＤ ＰＬＡＳＴＩＣＳ
聚丙烯／超支化聚酰胺接枝纳米Ｙ２Ｏ３
复合材料的性能
周红军，谢 山，尹国强，林轩
（仲恺农业工程学院化学化工学院，广东省广州市５１０２２５）
摘要： 利用一步法缩聚丁艺在经过偶联剂处理的纳米Ｙ ０ 粒子表面接枝超支化聚酰胺（ＨＢＰＡ），得到 ＨＢＰＡ接枝纳米Ｙ Ｏ （Ｙ Ｏ 一ｇ—ＨＢＰＡ），用傅里叶变换红外光谱与热重分析对其进行了表征。通过熔融共混制备了 聚丙烯（ＰＰ）／Ｙ Ｏ 复合材料，研究了纳米粒子含量和增容剂甲基丙烯酸缩水甘油酯（ＧＭＡ）接枝ＰＰ（ＰＰ—ｇ—ＧＭＡ）对 复合材料性能的影响。结果表明：Ｙ Ｏ，一ｇ～ＨＢＰＡ比未改性Ｙ Ｏ 对ＰＰ有更好的增强增韧作用，当Ｗ（Ｙ，０ 一ｇ—ＨＢＰＡ） 为３％时，ＰＰ／Ｙ２Ｏ３一ｇ—ＨＢＰＡ复合材料的冲击强度与拉伸强度分别比纯ＰＰ提高了４３．８％，１６．３％；ＰＰ—ｇ—ＧＭＡ提高了ＰＰ／ Ｙ Ｏ，复合材料的力学性能，但降低ＴＰＰ／Ｙ Ｏ 一ｇ—ＨＢＰＡ复合材料的力学性能；纳米粒子起到异相成核的作用，使ＰＰ 的结晶峰温度升高，ＰＰ—ｇ—ＧＭＡ提高了复合材料的总结晶速率。 关键词： 聚丙烯超支化聚酰胺纳米氧化钇增容剂力学性能 中图分类号：ＴＱ ３２５．１＋４ 文献标识码：Ｂ 文章编号： １００２—１３９６（２０１３）０５—００２０—０５
无机纳米粒子填充聚合物是近年迅速发展起
来的聚合物改性的重要方法ｌｌ－２］，但无机粒子与聚
合物的极性差别较大，相容性不好，一般需要将其
进行表面有机化改性。超支化聚合物分子结构独
特，具有非晶、低黏度、分子链间无缠绕等不同于
线形聚合物的物化特性，在纳米粉体的改性方面
得到了广泛的应用¨ｊ Ｊ。
本工作先采用硅烷偶联剂预处理纳米Ｙ，Ｏ ，
然后采用一步法缩聚工艺在其表面接枝超支
化聚酰胺（ＨＢＰＡ），得到ＨＢＰＡ接枝纳米Ｙ，Ｏ
（Ｙ２Ｏ３一ｇ—ＨＢＰＡ）。将纳米Ｙ２Ｏ３或Ｙ２Ｏ３一ｇ—ＨＢＰＡ与
聚丙烯（ＰＰ）熔融共混，采用甲基丙烯酸缩水甘油
酯（ＧＭＡ）接枝ＰＰ（ＰＰ—ｇ—ＧＭＡ）作为增容剂制备
纳米复合材料，测试和分析了复合材料的力学性
能和结晶性能。
１实验部分
１．１主要原料
ＰＰ，Ｔ３０Ｓ，中国石油化工股份有限公司茂名
分公司生产；ＰＰ—ｇ—ＧＭＡ，自制，接枝率０．８％；纳
米Ｙ：Ｏ ，粒径２０ ｎｍ，南方尼龙制品有限公司生产；
硅烷偶联剂 一氨丙基三乙氧基硅烷，ＫＨ５５０，南
京曙光化工总厂生产；３，５一二氨基苯甲酸，分析
纯，中国上海阿拉丁试剂有限公司生产；其他试
剂，均为分析纯，市售。 １．２纳米Ｙ ｏ 表面接枝ＨＢＰＡ
１．２．１ ＫＨ５５０预处理纳米Ｙ，Ｏ 粒子
称取经１２０℃真空干燥２４ ｈ的纳米Ｙ，Ｏ ，
ＫＨ５５０ＪＪＨ人三颈烧瓶中，以甲苯为溶剂，超声分散
３０ ｒａｉｎ后，移人油浴中，回流搅拌１０ ｈ，反应结束
后，将产物抽滤、晾干，再用乙醇抽提２４ ｈ以除去
未反应的ＫＨ５５０，于８０℃真空干燥２４ ｈ，得到表面
引人少量氨基的纳米Ｙ，０ ，记为Ｙ，Ｏ 一ＫＨ５５０。
１．２．２纳米Ｙ，０ 粒子表面接枝ＨＢＰＡ
采用一步法熔融缩聚工艺在纳米Ｙ，０ 粒子表
面原位接枝ＨＢＰＡ。称取８ ｇ的Ｙ２Ｏ 一ＫＨ５５０，１ ６ ｇ的
３，５一二氨基苯甲酸，混合均匀，加入２５０ ｍＬ的三颈
烧瓶中。用高纯Ｎ，洗涤反应瓶１５ ｍｉｎ后，放人温度
为２５０ ｃ《＝的油浴中，在Ｎ，保护下搅拌反应１ ｈ后，降
温终止反应。所得产物用二甲基乙酰胺（ＤＭＡｃ）
抽提２４ ｈ，除去未反应的单体和非接枝物，所得改
性粒子再用甲醇洗涤、抽滤三次，以除去残留的
收稿日期：２０１３—０４—０２。 修回日期：２０１３—０６—３０。 作者简介：周红军，１９７５年生，博士， 副教授，２０Ｏ６年毕业于中山大学高 分子化学与物理专业，主要从事高 分子复合材料结构与性能研究。联 系电话：（０２０）８９００３１６０；Ｅ—ｍａｉＩ：
ｈｏｎｇ，ｊｕｎｚｈｏｕ＠１６３．ｃｏｎ。
第５期 周红军等．聚丙烯／超支化聚酰胺接枝纳米Ｙ：Ｏ 复合材料的性能 ２１
ＤＭＡｃ，将产物在５０℃真空干燥２４ ｈ，得到 ０ 一ｇ—
ＨＢＰＡ。 １．３复合材料的制备
用上海科创橡塑机械设备有限公司生产的
ＸＳＳ一３００型转矩流变仪按配方将纳米Ｙ，Ｏ ，ＰＰ
共混均匀。对于增容体系，ＰＰ，纳米粒子（Ｙ，Ｏ
或Ｙ，Ｏ 一ｇ—ＨＢＰＡ），ＰＰ—ｇ—ＧＭＡ的质量比为
８７：３：１０。共混温度为２００ ｏＣ，时间为１０ｒａｉｎ。
将所制试样置于高铁检测仪器有限公司生产
的ＧＴ一７０１４一Ａ１００型平板硫化机的模具中，在２００
℃热压１５ ｒａｉｎ，压力为１０ ＭＰａ，模压成片材，制成
标准测试样条。
１．４测试方法和仪器
采用美国热电公司生产的Ｎｉｃｏｌｅｔ Ｎｅｘｕｓ ６７０
型傅里叶变换红外光谱仪对纳米Ｙ，０ 及其接枝
改性物进行傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）分析，
ＫＢｒ压片。采用德国Ｎｅｔｚｓｃｈ公司生产的Ｎｅｔｚｓｃｈ
ＴＧ一２０９型热重分析仪测试纳米Ｙ，０ 及其接枝改
性物的热行为，Ｎ，气氛，升温速率２０￣Ｃ／ｍｉｎ。ＰＰ
及其复合材料的拉伸性能按ＧＢ／Ｔ １０４０．２—２００６
在１３本Ｓｈｉｍａｄｚｕ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ公司生产的ＡＧＳ—Ｊ型
电子万能试验机上测试。简支梁缺口冲击强度按
ＩＳＯ １７９—２：２０００采用河北承德市试验机厂生产的
ＸＪＪ一５型冲击实验机测试。动态力学性能采用美
国ＴＡ仪器公司生产的ＴＡ—ＤＭＡ ２９８０型动态力学
分析仪测定，采用双悬臂模式，温度为～１００～１００
℃，升温速率为３￣Ｃ／ｍｉｎ，测试频率为３ Ｈｚ，振幅１０
ｍ。结晶性能采用美国ＴＡ仪器公司生产的Ｑ２００
型差示扫描量热仪测试，Ｎ，气氛，升、降温速率均
为１０ ｏＣ／ｍｉｎ
２结果与讨论
２．１ 纳米Ｙ ｏ 粒子表面接枝ＨＢＰＡ的表征
从图１可看出：在Ｙ，０ 一ＫＨ５５０谱图中，
２ ９３１，２ ８３５ ａｍ 处代表亚甲基的吸收峰，表明
ＫＨ５５０被引入到纳米Ｙ２Ｏ 的表面；Ｙ２Ｏ３一ｇ—ＨＢＰＡ
谱图中，在１ ５５２ ａｍ 处出现酰胺基的特征吸收
峰，１ ６００，１ ４４０ ｃｍ 处出现苯基的特征吸收峰，
说明ＨＢＰＡ接枝到纳米Ｙ，Ｏ 的表面。
从图２看出：未经表面处理的Ｙ，Ｏ 基本没有
失重，因为Ｙ，Ｏ 已于１２０℃真空干燥２４ ｈ，其表面
的吸附水和结合水基本被除掉；而Ｙ：０。一ＫＨ５５０，
Ｙ，０ 一ｇ—ＨＢＰＡ￣ＩＪ有不同程度的失重，根据质量损
失率可以算出接枝率。对于Ｙ，０ 一ＫＨ５５０，质量损 ４ ＯＯＯ ３ ５ＯＯ ３ ＵＵＵ ２ ５００ ２ ０００ １ ５００ １ ０００ ５００ 波数／ｃｍ 图１ Ｙ２０３，Ｙ２０３一ＫＨ５５０，Ｙ２０３一ｇ—ＨＢＰＡ的ＦＴＩＲ谱图 Ｆｉｇ．１ ＦＴＩＲ ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ Ｙ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３一ＫＨ５５０ ａｎｄ Ｙ２Ｏ３一ｇ—ＨＢＰＡ
失率为５．３％，接枝率为５．６％；对于Ｙ２０３一ｇ—ＨＢＰＡ，
质量损失率为２７．１％，接枝率为３１．６％。
韫度／ 图２ Ｙ２０３，Ｙ２０３一ＫＨ５５０，Ｙ２Ｏ３一ｇ—ＨＢＰＡ的热重曲线 Ｆｉｇ．２ ＴＧ ＣＨＩＶＥＳ ｏｆ Ｙ２０３，Ｙ２０３一ＫＨ５５０ ａｎｄ Ｙ２Ｏ３一ｇ—ＨＢＰＡ
２．２ ＰＰ纳米粒子复合材料的力学性能
从图３看出：添加纳米Ｙ Ｏ 或Ｙ Ｏ 一ｇ—ＨＢＰＡ
后，复合材料的拉伸强度和拉伸弹性模量均比纯
ＰＰ大，说明纳米粒子起到了增强作用。同时，ＰＰ／
Ｙ，０ 一ｇ—ＨＢＰＡ复合材料的拉伸强度和拉伸弹性模
量明显大于ＰＰ／Ｙ，Ｏ 复合材料，这是ＨＢＰＡ使纳米
粒子在ＰＰ基体中的分散性得到改善，界面作用增
强所致。当Ｗ（Ｙ，Ｏ 一ｇ—ＨＢＰＡ）为３％时，复合材料
的拉伸强度比纯ＰＰ提高了１６．３％。
０ ｌ ２ ３ ４ ５ 纳米粒子质量分数，％ 图３ ＰＰ／纳米粒子复合材料的拉伸强度和拉伸弹性模量 Ｆｉｇ＿３ Ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｍｏｄｕｌｕｓ ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ ｉｎ ｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＰＰ／ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
从图３还看出：极少量（质量分数为１％）的纳
米粒子就能起到明显的增强作用，随着纳米粒子 合成树脂及塑料 ２０１３年第３０卷
含量增加，拉伸强度和拉伸弹性模量的增幅减小，
特别是ＰＰ／Ｙ ０ 复合材料。这是因为未改性纳米粒
子含量增加，团聚现象严重，直接影响复合材料力
学性能的提高。
从图４可以看出：复合材料的冲击强度随纳
米粒子含量的增加先增后降，且ＰＰ／Ｙ Ｏ 一ｇ—ＨＢＰＡ
复合材料的冲击强度大于ＰＰ／Ｙ，０ 复合材料。这是
因为随着纳米粒子含量增加，其在基体中团聚变
得严重，团聚体导致应力集中，使复合材料抗冲击
性能下降，但是，ＨＢＰＡ改性使Ｙ ０ 粒子的表面能
降低，促进了Ｙ ０ 粒子的分散，同时也增强了界面
黏结，有利于分散和传递应力，因而相对于未改性
的Ｙ ０ 粒子，Ｙ ０。一ｇ—ＨＢＰＡ更有利于提高复合材
料的抗冲击性能。Ｗ（Ｙ Ｏ ）为１％时，ＰＰ ０ 复合材
料冲击强度最大，达２．２０ ｋＪ／ｍ ；Ｗ（Ｙ ０，一ｇ—ＨＢＰＡ）
为３％时，ＰＰ／Ｙ，０ ～ｇ—ＨＢＰＡ复合材料的冲击强度由
纯ＰＰ的１．８５ ｋＪ／ｍ 提高到２．６６ ｋＪ／ｍ ，增幅为４３．８％。
与图３拉伸强度变化趋势一致，ＰＰ厂 Ｏ 一ｇ—ＨＢＰＡ复
合材料的断裂拉伸应变明显大于ＰＰ／Ｙ，０ 复合材
料，且在纳米粒子含量很低时明显增大，随后增幅
减小。
从图５看出：ＰＰ—ｇ—ＧＭＡ对ＰＰ／Ｙ ０ 复合材料
与ＰＰ／Ｙ：Ｏ 一ｇ—ＨＢＰＡ复合材料的影响完全不同，
但两者的力学性能均高于纯ＰＰ。ＰＰ／Ｙ，０ ／ＰＰ—ｇ一
１・４ １ ２ 箍１．０
０－８ 。一６ ｏ．４ ０ ２ ０ 纳米粒子质量分数，％ 图４ ＰＰ／纳米粒子复合材料的冲击强度和断裂拉伸应变 Ｆｉｇ．４ Ｉｍｐａｃｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒａｉｎ ａｔ ｂｒｅａｋ ｏｆ ｔｈｅ ＰＰ／ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
ＧＭＡ的拉伸强度、拉伸弹性模量、断裂拉伸应变
均高于ＰＰ／Ｙ，Ｏ ，这是因为ＰＰ—ｇ—ＧＭＡｑ￣的环氧基
与Ｙ，０ 表面的羟基发生反应或者氢键作用改善
了Ｙ Ｏ 粒子的分散性及其与基体的界面黏结，从
而使力学性能提高。而对于Ｙ，０ 一ｇ—ＨＢＰＡ，接枝
率（３１．６％）高，且这种通过一步法缩聚工艺接枝
ＨＢＰＡ的氨基含量高 Ｊ，Ｙ，Ｏ 一ｇ—ＨＢＰＡ表面的氨基
易与ＰＰ—ｇ—ＧＭＡ中的环氧基反应，形成一种稳定
结构，反而不利于其在共混物中很好分散 ］，但增
强了Ｙ，Ｏ 一ｇ—ＨＢＰＡ粒子与Ｉ）Ｐ基体的界面作用。因
此，ＰＰ／Ｙ’Ｏ 一ｇ—ＨＢＰＡ／ＰＰ—ｇ—ＧＭＡ的力学性能反而
不？￣ＩＰＰ／Ｙ，Ｏ 一ｇ—ＨＢＰＡ，但其拉伸强度和冲击强度
仍高于纯ＰＰ｛Ｉ１未改性Ｙ，０ 粒子填充体系。
超细丁苯胶粉- 聚丙烯-纳米碳酸钙三元复合材料的性能分析
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---------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载-------------- 超细丁苯胶粉/ 聚丙烯/纳米碳酸钙三元复合材料的性能分析
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1 纳米CaCO3 改性塑料的优异性能及应用
一般来说，经过纳米碳酸钙改良的复合类型材料，都具有高强度、耐热、高阻隔、光泽透明的特征，经过纳米碳酸钙改良能够将无机物的稳定性与可加工性完美的结合起来。这种纳米级的超细微碳酸钙粒子含量都比较少，一般都在10wt%以下，通常情况下仅仅占3 ～ 5wt%，但是这种材料的坚固性、强度、耐热等各种性能与常规的经过矿物填充来增强性能的塑料复合材料( 填充量30wt%左右甚至更高) 保持相当的水平，因此经过纳米碳酸钙改良的复合材料的比重都很低，并且还能最有效地从根本上降低生产的成本以及制品的重量，运输更为便利。由于这些纳米粒子尺寸普遍都小于能见的波长，经过纳米碳酸钙改良的这种塑料类型的复台材料具有较高的光泽度和透明度，同时还具有防止老化、抵抗外界紫外线辐照的优良功能。这种塑料树脂能够与无机类的纳米碳酸钙很好的结合，并且在某些情况下通过纳米效应，这种经过纳---------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载--------------
---------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载-------------- 米碳酸钙改性的塑料复合材料制品表现出了良好的稳定性和很好的气体阻隔性以及阻燃自熄灭性能。纳米碳酸钙可以最有效地增加或者调节塑料刚强度以及其坚韧性，以及整个材质的弯曲强度，可充分地提高树脂的溶解性与粘接能力，可改善塑料流变性能，从而提高这种制品的尺寸稳定性能，提高纳米碳酸钙制品表面的光洁度。在塑料行业中，我们应该使用这种高性能的纳米材料填充剂来降低塑料树脂用量，改善制品的拉伸强度等性能指标，纳米碳酸钙能赋予塑料优异的性能和具有吸引力的性价比。
超高分子量聚乙烯聚丙烯复合材料的制备及性能研究
超高分子量聚乙烯/聚丙烯复合材料的制备及性能研究
聚丙烯(PP)是一种通用合成树脂,由于其具有耐化学腐蚀、耐热、无毒、易加工等优异的综合性能,在器械制造业、汽车工业、模具、家用电器等领域得到了广泛应用。但聚丙烯也存在一些缺陷,例如:韧性差、低温脆性、不耐老化性、冲击强度低、收缩率大等,限制了其作为工程受力材料等方面的应用。
因此,对PP进行耐老化、增韧增强等改性处理,拓宽其应用范围。而超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种具有线型结构、综合性能优异的新型热塑性工程塑料,具有其他工程塑料无可比拟的耐磨性、耐腐蚀性、抗冲击性、自润滑性等性能,被认为是可以代替钢铁广泛应用于各个领域的理想型高性能塑料。
因此,选用UHMWPE作为增强材料,与聚丙烯混合,制备复合材料,期望达到改善聚丙烯力学性能的目的,但UHMWPE分子量极高、分子链高度缠结、熔体流动性差,难与聚丙烯达到亚微观水平的均匀混合。本论文采用加工助剂(高馏程矿物油)对UHMWPE进行溶胀预处理,与PP进行熔融共混,优化加工工艺制备了UHMWPE/PP复合材料,研究了溶胀时间和温度对UHMWPE溶胀比的影响、加工方式对复合材料挤出成型的影响,考察了复合材料的力学性能,流变性能和结晶性能。
论文的主要内容及结论如下:1.UHMWPE冻胶是制备混合均匀UHMWPE/PP复合材料的重要影响因素。UHMWPE冻胶的制备受温度和时间影响,通过最佳溶胀温度、溶胀比等判断UHMWPE的溶胀效果。
实验结果表明,UHMWPE的溶胀比随温度的升高先增大后减小,其最佳溶胀温度在136℃左右;随着溶胀时间的增加,溶胀越充分,UHMWPE的溶胀比逐渐增大,达到20 min后,溶胀比趋于稳定。2.使用单螺杆挤出机制备的复合材料的力学性能明显降低,而使用双螺杆挤出机能够提高了复合材料的抗冲击强度和拉伸强度;将UHMWPE冻胶与PP进行熔融共混,研究了双螺杆挤出温度、螺杆转速、UHMWPE含量对复合材料制备及力学性能的影响。
聚丙烯／纳米二氧化硅复合材料的制备与性能研究
第４９卷第６期 南开大学学报（自然科学版） ２０１６年１２月 Ａｃｔａ Ｓｃｉｅｎｔｉａｒｕｍ Ｎａｔｕｒａｌｉｕｍ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔａｔｉｓ Ｎａｎｋａｉｅｎｓｉｓ Ｖｏ１．４９№６ Ｄｅｃ．２０１６
文章编号：Ｏ４６５—７９４２一（２０１６）Ｏ６一Ｏ０Ｏ１—０７
聚丙烯／纳米二氧化硅复合材料的制备与性能研究
刘立华１，邢丹 ，刘冬莲 ，沈玉龙
（１．唐山师范学院化学系，河北唐山０６３０００；２．青岛科技大学化工学院，山东青岛２６６０４２）
摘要：将硅烷偶联剂ＫＨ－５６０接枝到纳米Ｓｉｏ 表面，用偶氮二异丁腈（ＡＩＢＮ）引发单体甲基丙烯酸甲 酯（ＭＭＡ）发生自由基聚合包覆纳米ｓｉ０。，通过计算接枝率确定纳米ＳｉＯ。改性的最佳工艺条件，并对其进行红外 表征．改性后的纳米ｓｉ０ 作为填料，通过双辊开炼制备聚丙烯基纳米复合材料，研究了填料添加量对复合材料的 力学性能和结晶性能的影响．实验结果表明，纳米ＳｉＯ 改性的最佳工艺条件为：引发剂用量为２％，反应物质量 比（单体ＭＭＡ：纳米ｓｉ０ ）为２：１，改性时间为５ ｈ；当聚丙烯与填料的质量比为１００：３时，复合材料的拉伸强度达 到最大值３４．１９ ＭＰａ，缺口冲击强度达到最大值２ ｋＪ・ｍ～，与纯聚丙烯相比，拉伸强度和缺口冲击强度分别提高 了２５．７％和１９．８％．
关键词：纳米Ｓｉ０ ；表面接枝；聚丙烯；复合材料；力学性能 中图分类号：ＴＱ３２５．１ ４ 文献标识码：Ａ
０引 言
聚丙烯因其来源广、价格低廉、用途广而且具有无味、无毒、密度小的特性，被广泛应用于日常生活的 各个领域阻］，但聚丙烯也存在着机械强度低、韧性差等缺点，从而使其在实际应用中受到一定限制，因此聚
丙烯的增强和增韧就成了高分子材料领域研究的热点 ］．研究发现，无机微粒填充到塑料中可以起到增韧 增强的作用，尤其是纳米技术的发展，进一步促进了无机微粒增韧增强塑料的研究和开发 ］．少量纳米ＳｉＯ
聚丙烯／纳米CaCO3复合材料的制备及力学性能研究
第２ｏ卷第１期 ２０１０年２月 茂名学院学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＭＡ０ＭⅡ、｝Ｇ ＵＮＩＶＥＲＳⅡＹ Ｖ０１．２０ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２０ｏ９
聚丙烯／纳米ＣａＣＯ３复合材料的制备及力学性能研究
杜小清 ，陶筱梅
（１．茂名学院化工与环境工程学院，广东茂名５２５０００；２．茂名学院机电工程学院，广东茂名５２５０００）
摘要：采用挤出造粒和注射成型的方法制备聚丙烯／纳米ＣａＣＯ３复合材料试样条，测试了样条的力学性能，分析和研究了纳 米ＣａＣＯ３粒子的含量对复合材料力学性能的影响。实验结果表明，复合材料的力学性能随着纳米ＣａＣＯ３含量的增加呈现 先升后降的趋势。当纳米ＣａＣＯ３质量分数达６％左右时复合材料的力学性能较好，超过６％后力学性能开始下降。 关键词：聚丙烯；纳米ＣａＣＯ３；复合材料；力学性能 中图分类号：ＴＱ３２５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—６５９０（２０１０）０１一ＯＯＯ４—０４
０ 引言
聚丙烯（ＰＰ）是由丙烯聚合而得到的高分子化合物，在包装业、日用品、汽车、家用电器等行业得到广
泛的应用，但存在韧性差，易老化、耐候性差、缺口冲击强度低等不足。为使聚丙烯的力学性能进一步提 高，有必要对其进行改性。 近年来人们在采用无机纳米粒子填充改｜眭聚丙烯的力学性能的研究方面做了大量的工作ｕ Ｉ３Ｊ。由于
纳米粒子具有纳米尺度效应，比表面积大，粒子表面的原子价键处于不饱和状态，因此有着极大的物理与 化学活性，与聚合物基体界面相互作用强，使得聚合物纳米复合材料具有优于常规聚合物的力学的性能。
本文采用纳米ＣａＣＯ３填充改性聚丙烯，用双螺杆熔融共混及注射成型的方法制备聚丙烯／纳米ＣａＣＯ３复合
材料，并考察不同含量的纳米ＣａＣＯ３填充改性ＰＰ后，对其力学性能的影响。
１ 实验部分
１．１原材料 聚丙烯（ＰＰ），牌号为Ｔ３０Ｓ，熔体流动速率为（０．３０±０．０９）ｇ／ｍｉｎ，茂名石化乙烯工业公司生产。ＰＥ／ＰＰ
石墨烯聚丙烯纳米复合材料性能的探究
石墨烯聚丙烯纳米复合材料性能的探究
作者：翁杨琳
来源：《广东蚕业》 2019年第12期
DOI：10.3969/j.issn.2095-1205.2019.12.37
翁杨琳
（海南师范大学化学与化工学院 海南海口 571158）
摘 要 石墨烯具有很强的抗腐蚀能力，在许多领域都得到了广泛的应用。随着我国经济的进一步发展，环境污染也愈加严重，解决环境污染已经成为我国发展需要迫切解决的一个问题。目前很多的钢铁材料已经逐渐被高分子材料所替代，为了有效应对这个问题，研制绿色环保、经济适用的高分子材料显得至关重要。
关键词 石墨烯/聚丙烯；纳米复合材料；性能研究
中图分类号:TQ325.14 文献标识码:A 文章编号:2095-1205(2019)12-61-02
高分子材料研制既需要确保其自身的安全性，还需要经济适用。如果造价太高，或者安全性能无法得到保证，那么就必然无法推广使用。聚丙烯（PP）本身具有无毒、无臭、无味，因此，非常的适合用于高分子材料之中，但是，聚丙烯本身也存在强度不足、缺口敏感性差:成型收缩率大等这些缺点，这些存在的问题严重的影响到了聚丙烯材料的本身应用。石墨烯本身除了具备很强的抗腐蚀能力之外，还具有超强的力学性能，但是，石墨烯在我国还处于基础的研究阶段，导致其使用受到限制。为了科学合理的将其应用到高分子材料中，那么就需要改善聚丙烯的力学性能和加工性能。
1 石墨烯/聚丙烯性质
1.1 石墨烯的性质
石墨烯在抗腐蚀领域发挥了重要的作用，为我国的经济发展做出了积极的贡献。我们从石墨烯的物理性质去看，石墨烯是一种新兴的纳米碳材料。最理想状态的石墨烯就是由单层的碳原子构成的六边形网状结构的薄片。同时，二维结构对石墨烯还是构成零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨的基本单位。并且，在研究的过程中发现了单纯的石墨烯本身稳定性能较差。在目前已知的高分子材料当中，石墨烯被认为是最坚硬的最薄的。同时，它的比表面积也是非常大的，它所具备的性能，成为了研究的重点内容之一，也成为了人们应用广泛的材料。目前对于石墨烯的应用研究主要集中在导电性、力学性能以及导热性能。石墨烯因为本身具有优异的力学性能，所以，在很多的复合材料的使用过程中，都会将其作为添加剂使用，以增强复合材料的韧性，即使添加少许，也能使复合材料力学性能得到有效的提高。石墨烯的导热性率高达3 000～5 000 W/m·K，因此，在电子领域经常将其引用到导热问题之中，我们使用的手机锂电子就是利用了石墨烯的导热性能，这就会大大提高锂电池的耐高温能力，那么就会有效提高锂电池的使用寿命[1]。
聚丙烯_聚乙二醇改性蒙脱土纳米复合材料的力学和流变性能
第26卷第8期高分子材料科学与工程Vol.26,No.8
2010年8月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGAug.2010
聚丙烯/聚乙二醇改性蒙脱土纳米复合材料的力学和流变性能
朱世鹏,陈金耀,李惠林,曹亚
(高分子材料工程国家重点实验室,四川大学高分子研究所,四川成都610065)
摘要:通过熔融插层法制备了聚丙烯/蒙脱土(PP/MMT)纳米复合材料。利用X射线衍射(XRD)和透射电镜表征了PP/MMT纳米复合材料的插层结构。XRD结果表明,经过聚乙二醇(PEG)处理的蒙脱土层间距增大;透射电镜(TEM)照片显示,蒙脱土在PP基体中达到纳米级分散,且分散均匀。PP/MMT纳米复合材料力学性能得到较大提高。加入5份改性MMT时,复合材料的缺口冲击强度和断裂伸长率分别从纯PP的393kJ/m2、74.46%提高到995kJ/m2、220.66%。动态流变性能测试结果表明,MMT的加入降低了PP的复数黏度(*)、储能模量(G)和耗能模量(G )。
关键词:聚丙烯;蒙脱土;聚乙二醇;纳米复合材料;力学性能中图分类号:TB383文献标识码:A文章编号:10007555(2010)08002704
收稿日期:20090429基金项目:国家基础研究专项经费资助项目(2005CB623800),教育部新世纪人才支持计划(NCET100562)通讯联系人:李惠林,主要从事高分子共混和复合材料研究,Email:nic7703@聚丙烯(PP)作为最常用的通用塑料之一,具有较
优良的综合性能。但是,与传统工程塑料相比,其强度
较低,收缩率大。聚丙烯/蒙脱土复合材料体系中,经
过表面化学修饰的层状硅酸盐材料(有机蒙脱土)在PP基体中形成插层或剥离结构,达到纳米分散水平,
使材料的力学性能得到改善。为了进一步拓宽PP树脂应用领域,尤其是用于生产薄壁家用电器和汽车配
聚合物纳米复合材料制备及性能研究
聚合物纳米复合材料制备及性能研究
在材料领域的研究中，聚合物纳米复合材料是一种重要的研究方向。它将纳米粒子与聚合物材料有机地结合在一起，形成一种新的复合材料，具有许多新颖的物理和化学性质，已经在工业生产中得到了广泛应用。
一、制备方法
聚合物纳米复合材料的制备方法无非两种：一种是通过化学反应将聚合物与纳米粒子结合在一起，另一种是通过物理混合将聚合物和纳米粒子混合均匀，最终得到复合材料。
1、化学反应法
这种方法的原理是在聚合反应过程中，同时将纳米粒子加入反应体系中，让它们随着聚合反应进行，与聚合物分子相互作用，最终形成复合材料。化学反应法制备的复合材料具有结合力强、界面结构可控、分散性好的特点，不过制备过程相对较繁琐，且纳米粒子的添加量有一定的限制。
2、物理混合法
这种方法是将聚合物和纳米粒子分别溶解或悬浮在适当的溶剂或助剂中，然后进行混合和研磨，最终制备出复合材料。物理混合法制备简单、成本低、适用范围广，不过目前的主要难点是如何使纳米粒子在聚合物中均匀分散，以避免团聚和沉淀等问题。
二、性能研究
制备好聚合物纳米复合材料后，还需要进行其性能研究，以评价其在实际应用中的使用效果。
1、机械性能 聚合物纳米复合材料在机械性能方面具有许多优点，如硬度、强度、抗拉强度、耐磨性等都比传统聚合物材料要好。这是因为纳米粒子能够填充聚合物中的孔隙，增加了材料的密度，并且能够在负重时起到支撑作用，有效地提高了材料的硬度和强度。
2、热稳定性能
聚合物纳米复合材料在热稳定性方面表现出较好的性能，这是因为纳米粒子能够吸收和分散热能，有效地防止材料因高温而变形、老化和退化。
3、介电性能
聚合物纳米复合材料的介电性能也很重要，因为它能决定材料在电子学和电器领域的应用性能。一些纳米复合材料因其高介电常数、低介电损耗和好的电绝缘性能而成为电子学领域的重要材料。
4、化学稳定性能
化学稳定性是聚合物纳米复合材料的又一重要性能指标。在化学环境中，纳米粒子的表面积很大，容易与气体和溶质等反应。因此，在一些要求高度化学稳定性的应用领域，如医学、食品以及涂料等方面，聚合物纳米复合材料的化学稳定性能必须得到深入的研究和评价。
聚丙烯纳米复合材料
聚丙烯纳米复合材料
聚丙烯作为一种常用的塑料材料，具有低密度、耐腐蚀、耐热性好等优点，广泛应用于包装、建筑、汽车等领域。然而，纯聚丙烯材料的力学性能相对较差，无法满足一些特殊需求。因此，为了提高聚丙烯的力学性能和耐热性，研究人员开始将纳米材料引入聚丙烯基体中。
常见的纳米材料包括纳米粒子、纳米管、纳米纤维等。这些纳米材料的尺寸小于100纳米，具有较大的比表面积和高度晶化程度，因此能够显著改善材料的力学性能。
首先，纳米材料的加入可以增加聚丙烯材料的刚性和强度。纳米材料的大比表面积可以提高材料的界面相互作用，从而增加材料的维氏硬度和抗拉强度。此外，纳米材料的晶格结构也能与聚丙烯基体结构相匹配，进一步提高材料的强度。
其次，纳米材料的引入可以提高聚丙烯材料的耐热性。纳米材料的高热导率和高比表面积能够有效地导热和散热，从而提高聚丙烯材料的耐高温性能。此外，纳米材料的高熔点和高热稳定性还能够增强材料的耐热变形能力。
再者，纳米材料的加入还可以提高聚丙烯材料的阻燃性能。纳米材料的高比表面积和高反响能力能够有效地吸附和分解有害气体，减少火焰传播的速度，并减少燃烧产物的产生。
然而，聚丙烯纳米复合材料的制备过程相对复杂，需要控制纳米材料的尺寸、形态和分散性。此外，纳米材料的添加量也需要进行合理的设计。过高或过低的添加量都会对材料的性能产生负面影响。因此，制备高性能的聚丙烯纳米复合材料仍然面临一些挑战。 总的来说，聚丙烯纳米复合材料是一种具有优异物理和化学性能的新型材料。随着纳米材料的发展和研究，制备高性能的聚丙烯纳米复合材料有望在材料科学和工程领域得到广泛应用。
聚丙烯纳米复合材料的研究及应用
聚丙烯纳米复合材料的研究及应用
李跃文 陈枝晴
(湖南科技职业学院高分子工程与技术系，长沙 ,410118 )
摘 要： 综述了聚丙烯基层状填料纳米复合材料、 纤维状填料纳米复合材料、 粉状填料纳米复 合材料、 POSS 纳米复合材料制备方法、结构与性能方面的最新研究进展，介绍了聚丙烯／粘土 纳米复合材料的一些实际应用，对今后的研究和开发方向也提出了自己的看法。
关键词： 聚丙烯，纳米复合材料，纳米填料，研究进展，应用
聚丙烯 (PP) 是目前产量最大、发展最快的合成树脂之一，它具有良好的综合力学性能、耐热 性、耐腐蚀性能和成型加工性能，应用范围十分广泛。但 PP 低温脆性大，耐老化性能不好，容易 燃烧，绝对强度和金属材料相比尚有一定差距，这些使其应用受到一定程度的制约。共聚、共混、 加助剂等传统的改性方法均有一定的局限性， 近年发展起来的纳米技术给 PP 提供了一种新的改性 途径，大量的研究表明，将 PP 与纳米组份复合，具有广泛而显著的改性效果。与传统方法相比， 通过形成纳
米复合材料对PP进行改性具有如下优点：(1)纳米组份含量很少时即有显著的改性效果；
(2) 在改善某些性能的同时，几乎不损害其它性能，特别是成型加工性能；(3)改性范围广 泛。
1、PP /层状填料纳米复合材料
1.1 PP/ 层状粘土纳米复合材料 自然界有些粘土矿物具有层状结构，如蒙脱土、累托土、斑脱土等。在适当的条件下，聚合 物分子链能插入到粘土片层之间，使片层层间距扩大，甚至剥离，从而形成纳米复合材料。由于 粘土片层的纳米效应和层状结构， PP/层状粘土纳米复合材料的力学强度、热稳定性、阻隔性、
阻燃性均有明显改善。
PP/ 蒙脱土纳米复合材料是研究和开发较早的 PP 纳米复合材料。目前的研究主要集中在熔融
共混法制备纳米复合材料及其结构与性能上。王平华［1］等用钠基蒙脱土 (Na-MMT) 和经十六
烷基三甲基溴化铵处理过的有机蒙脱土 (Org-MMT) 分别与 PP 制成了纳米复合材料，实验结果表 明， Na-MMT 和 Org-MMT 对 PP 均有良好的增强增韧效果，但两者填充形态不一样， Na-MMT 以纳米粒子形态填充， Org-MMT 以插层形态填充；另外， Na-MMT 还能诱导聚丙烯结晶晶型发 生转变，产生有利于提高聚丙烯冲击强度的 3晶型。丁超［2］等采用聚丙烯与甲基丙烯酸甲酯、
聚丙烯聚酰亚胺复合材料的研究_毕业论文[管理资料]
聚丙烯/聚酰亚胺复合材料的研究
摘要：本文以聚丙烯为主要研究对象，制备PMDA-ODA型聚酰亚胺，采用聚酰亚胺粉末或聚酰胺酸溶液改性聚丙烯。通过改变聚酰亚胺的分子量和添加量，经过挤出、注塑，从而得到不同聚集态结构和性能的聚丙烯/聚酰亚胺复合材料。
对制备的复合材料进行各种性能测试和结构表征：红外、偏光显微镜、XRD、扫描电镜、拉伸测试、冲击测试和维卡软化点。研究发现，聚酰亚胺的加入会不同程度的降低聚丙烯的结晶度；聚丙烯/聚酰亚胺的聚集态结构和性能受聚酰亚胺分子量和添加量的影响，分子量、添加量过大或过小都不利于复合材料规整结晶结构的形成。当用溶液改性时会出现分子链降解和环化情况。用粉末改性的配比为100：，结晶最为完善，晶体数目最多，且球晶尺寸较小，大小均匀，综合性能最好。
关键词：聚酰亚胺，聚集态，分子量，添加量
Research of PP/PI Composite Materials
Abstract
In this paper, the Polypropylene (pp) is the object of study by adding the type PMDA-ODA of polyimide, To adopt Modified powder and Modified solution to prepare
PP/PI composite materials. They got diffrent aggregation structure and properties of
These Composite materials by the polytechnic of supplant and syringe which is under The
condition of different molecular weight and different ratio.
Testing the composite materials performance and characterizing their structure. Found