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第二章 共混改性第二部分
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PP与PE共混改性
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你可能喜欢PP/增容剂/PE共混体系结构与性能的研究--《西华大学》2014年硕士论文
PP/增容剂/PE共混体系结构与性能的研究
【摘要】：聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)是两种重要的通用树脂，PP具有比重小、耐应力开裂性和耐磨性能突出、较好的耐热性和化学稳定性等优点，但低温下抗冲击性能差。PE具有优良的电绝缘性、耐化学性、耐低温性和良好的加工流动性等特点，但耐热性差以及易应力开裂等缺点相当突出。虽然通过熔融共混的方法将PP与PE复合能够改善PP的抗冲击性能和PE的低温脆性，但由于两者的相容性差的缘故却降低了复合材料的刚度和强度，所以对PP/PE复合材料进行进一步的相容性研究，对于得到性能优良的PP/PE复合材料具有重要的实际意义。
本文选取三种不同种类的PE（HDPE、LDPE和LLDPE）与PP进行熔融共混，对制备出的样品进行性能测试分析，筛选出PP/10%LLDPE复合材料作为增容实验的基体，并用有机化蒙脱土（OMMT）、纳米二氧化硅（SiO2）和过氧化二异丙苯（DCP）三种不同种类的增容剂分别对PP/10%LLDPE复合材料的相容性进行了分析研究。
加入不同种类和含量的PE均可在一定程度上改善PP的流动性和冲击性能，HDPE对流动性的改进要比LDPE与LLDPE的效果好，而LLDPE对冲击性能的改进要比LDPE与HDPE的效果好。PP/HDPE共混物的维卡软化点呈现一直下降的趋势，而对PP/LDPE和PP/LLDPE两共混物来说，变化趋势表现为先上升后下降，且均在含量为5%时拥有最大值。通过偏光球晶看出：LDPE与LLDPE能够改善PP的球晶形态，但HDPE不能。DSC分析结果表明：PP/10%LLDPE复合材料中PP和LLDPE分子链相互缠结，使得结晶度增大。XRD图谱也反映出，加入LLDPE后可以诱导PP β晶型的出现，在一定程度上改善了界面。考虑到结构与性能的关系，选择PP/10%LLDPE共混体系作为增容实验的基体。
对于PP/10%LLDPE/OMMT复合材料来说：当OMMT的用量为5%时，复合材料的结晶程度、插层效果好，PP/10%LLDPE与OMMT的相容性达到最佳，且基体的球晶细化程度最好；并且此时复合材料的常温冲击性能最好，达到5.5877KJ/m2。而在低温下，冲击性能在OMMT含量为4%时最好，为4.6455KJ/m2。但是在OMMT用量为3%～5%之间，OMMT的加入对低温冲击性能影响不大。OMMT的加入对复合材料的拉伸性能和热变形温度影响很小。
对于PP/10%LLDPE/SiO2复合材料来说：当SiO2含量为1%时，纳米SiO2在基体中的分散比较均匀，能够很好的改善复合材料的结晶形态和球晶形貌，且少量纳米SiO2的加入能诱导PP β晶的形成，改善了复合材料的韧性和耐热性，常温冲击性能为5.6683KJ/m2，能承受的温度为144.3℃。而当SiO2用量为2%时，拉伸强度和低温冲击强度最大，分别为32.84MPa和3.3375。但是综合考虑复合材料宏观性能和微观结构结果：当SiO2用量为1%时，对基体PP和LLDPE的增容效果最佳。
反应性增容结果表明：当DCP的含量为0.02%时，复合材料的结晶程度最好，球晶细化程度最佳；且少量的DCP能够诱导PP β晶型的出现，改善了复合材料的韧性，在常温和低温下复合材料的冲击性能都最好，分别为7.292KJ/m2和2.592KJ/m2。但是，DCP对复合材料的拉伸强度和热变形温度没有贡献，反而造成了复合材料的拉伸性能降低。
【关键词】：
【学位授予单位】：西华大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：TQ325.1【目录】：
摘要4-6Abstract6-111 绪论11-22 1.1 PP/PE 共混体系改性的研究与发展11-12 1.2 共混物增容与研究进展12-14
1.2.1 共混物的相容性13
1.2.2 相容性判断13-14 1.3 增容剂的种类和特点14-18
1.3.1 反应型增容剂14-15
1.3.2 非反应型增容剂15-16
1.3.3 无机粒子增容剂16-18 1.4 PP/PE 共混体系增容的研究与发展18-20 1.5 本文研究的目的和意义20-21 1.6 课题研究的内容21-222 PP/PE 共混物的制备及性能影响22-35 2.1 引言22 2.2 实验部分22-25
2.2.1 主要原料22
2.2.2 实验仪器22-23
2.2.3 基本配方23
2.2.4 试样的制备23-24
2.2.5 性能测试和结构表征24-25 2.3 结果与讨论25-33
2.3.1 PE 含量对复合材料球晶形貌的影响25-26
2.3.2 DSC 分析复合材料的熔融和结晶行为26-28
2.3.3 X-射线衍射图谱的结构表征28-29
2.3.4 PE 用量对共混体系拉伸性能的影响29-31
2.3.5 PE 用量对共混体系冲击性能的影响31-32
2.3.6 PE 用量和种类对共混体系熔融指数的影响32
2.3.7 PE 用量对共混体系维卡软化点的影响32-33 2.4 本章小结33-353 PP/LLDPE/OMMT 共混物的制备及性能影响35-48 3.1 引言35 3.2 实验部分35-38
3.2.1 主要原料35-36
3.2.2 主要仪器设备36
3.2.3 基本配方36-37
3.2.4 试样的制备37
3.2.5 性能测试和结构表征37-38 3.3 结果与讨论38-47
3.3.1 X-射线衍射图谱的结构表征38-39
3.3.2 OMMT 的用量对复合材料球晶形貌的影响39-40
3.3.3 复合材料中 OMMT 的分散情况40-41
3.3.4 DSC 分析复合材料的熔融和结晶行为41-43
3.3.5 复合材料拉伸性能的分析43
3.3.6 复合材料冲击性能的分析43-46
3.3.7 复合材料的耐热性分析46-47 3.4 本章小结47-484 PP/LLDPE/SiO2共混物的制备及性能影响48-63 4.1 引言48-49 4.2 实验部分49-50
4.2.1 主要原料49
4.2.2 主要仪器设备49
4.2.3 基本配方49
4.2.4 共混物的制备49-50
4.2.5 性能测试50 4.3 结果与讨论50-62
4.3.1 X-射线衍射图谱的结构表征50-51
4.3.2 SiO2用量对复合材料球晶形貌的影响51-53
4.3.3 复合材料中 SiO2的分散情况53-54
4.3.4 DSC 分析复合材料的熔融和结晶行为54-56
4.3.5 复合材料拉伸性能的分析56-58
4.3.6 复合材料冲击性能的分析58-61
4.3.7 热变形温度分析61-62 4.4 本章小结62-635 PP/LLDPE/DCP 共混物的制备及性能影响63-75 5.1 引言63-64 5.2 实验部分64
5.2.1 主要原料64
5.2.2 主要仪器设备64
5.2.3 共混物的制备64
5.2.4 性能测试64 5.3 结果与讨论64-73
5.3.1 X-射线衍射图谱的结构表征64-66
5.3.2 DCP 用量对复合材料球晶形貌的影响66-67
5.3.3 DSC 分析复合材料的熔融和结晶行为67-69
5.3.4 复合材料拉伸性能分析69-70
5.3.5 复合材料冲击性能分析70-73
5.3.6 热变形温度分析73 5.4 本章小结73-75总结75-77参考文献77-81攻读硕士期间发表的论文和取得的成果81-82致谢82-83
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