聚丙烯有机蒙脱土纳米复合材料的制备及性能研究

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1、四川大学硕士学位论文聚丙烯／有机蒙脱土纳米复合材料的制备及性能研究材料加工工程专业研究生：闰雷鸽指导教师：吕云伟副教授吴智华教授摘要：本论文首先对蒙脱土(MMT)的有机化改性进行了探索研究，通过改变插层剂十六烷基三甲基溴化铵的用量，制备出了几种有机蒙脱土(OMMT)，用x．射线衍射(Ⅺ①)、红外光谱(Frm)和热重分析(TG)等手段表征了有机蒙脱土的结构，FTIR证明有机插层剂已进入蒙脱土的层间；TG测试表明蒙脱土层问由亲水性转变为亲油性；XRD结果表明钠基蒙脱土的层阊距由1．2rim增加到3．97nm。蒙

2、脱土的改性效果随有机改性剂用量而不同，合适的用量可以制备出层间距增加明显的有机蒙脱土。以马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)和马来酸酐接枝三元乙丙(EPDM-MA)弹性体为相容剂，通过熔融插层方法制备了以等规聚丙烯(PP)为基体的PP脚P，有机蒙脱土和PP／EPDM—MA，有机蒙脱土纳米复合材料，对两种复合材料的制备、结构和性能进行了深入地研究。研究结果表明：相容剂是熔融插层的关键条件。PP小队PP，有机蒙脱土复合材料的插层效果较PP／EPDM-MAF有机蒙脱土纳米复合材料好，有机蒙脱土的层间插层进入了相容剂和聚

3、丙烯大分子，前者的有机蒙脱土均匀分散于聚合物基体中，而后者的部分有机蒙脱土小团聚体被EPDM-MA弹性体包裹。两种复合材料中聚丙烯的晶型没有发生改变；有机蒙脱土可以降低聚丙烯的微晶尺寸，加入相容剂，聚丙烯的微晶尺寸变大。加工方法对两种复合材料的熔融和结晶行为影响不大。P嗍PP，有机蒙脱土纳米复合材料的熔融温度、结晶温度和结晶度均较纯聚丙烯高，有机蒙脱土含量聚丙烯隋机蒙脱土纳米复合材料的制备及性能研究增加，熔融温度和结晶温度变化不大而结晶度逐渐变小：PP／EPDM-MA／有机蒙脱土纳米复合材料与聚丙烯相比熔融

4、温度和结晶温度基本保持不变而结晶度略有增大，随着有机蒙脱土含量的增加，熔融温度、结晶温度和结晶度无明显变化。有机蒙脱土的加入可以使聚丙烯球晶细化：以MAPP增容的体系的结晶速度较以EPDM—MA为增容剂的体系快。与纯聚丙烯相比，PP／MAPP／有机蒙脱土纳米复合材料的加工流动性均有较大提高，虽然PP／EPDM—MA／-有机蒙脱土纳米复合材料的加工流动性也略有提高，但随着EPDM-MA和有机蒙脱土含量的继续增加，加工流动性变差。两种复合材料的冲击强度、弯曲强度和弯曲模量均有一定程度的提高，PP／EPDM-MA

5、／有机蒙脱土复合材料的冲击性能较PP／MAPP／有机蒙脱土复合材料的冲击性能提高幅度大，但是PP伍d^PP有机蒙脱土纳米复合材料拉伸性能提高，而PP／EPDM—M脯机蒙脱土复合材料却略有降低。关键词：蒙脱土；有机化蒙脱土；聚丙烯；马来酸酐接枝聚丙烯；马来酸酐接枝三元乙丙弹性体；熔融插层；纳米复合材料Ⅱ四川大学硕士学位论文ThePreparationandPropertiesofPolypropylene／MontmorilloniteNanocompositesMajor：MaterialsProcessi

6、ngEngineeringPostgraduate：YahLei—geSupervisor：A．Prof．LvYun—weiProf．WuZlfi-huaAbstract：Inordertoimprovethecompatibilitybetweenmontmorillonite(MMT)andtheorganicphases，theintercalationmoditicationofmontmodUonite(MMT)wasinvestigatedinthispaper．Aseriesoforganic

7、montmofillonite(OMMT)WerepreparedusingsodiumtypeMMTthroughcationexchangewithCrAB，andch卸旧c扯dzedbyFHR，WXRDandTG／DTGetc．TheF玎RandTGspectrogramshowedthattheorganicreagentshadbeenintercalatedintothelayersofMMT．皿leinterlayerspacingofMMTwasdetectedusingX-raydiffr

8、actometerandwasabservedtohaveincreasedfrom1．2mnto3．97nIILnePP愚I^PPH孙nfrnanocompositesusingisotacticpolypropylene(1aP)．maleicanhydridegraftedPP(MAPP，ascompafibilizer)andorganicmontmoriHonitewerepreparedbymelti