聚丙烯基纳米复合材料的原位聚合法制备及其表征

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1、浙江大学博士学位论文聚丙烯基纳米复合材料的原位聚合法制备及其表征姓名：张延武申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：李伯耿20040101激淀大学搏±学蕴论文摘要本文逶逡藤位聚舍法裁器了蒙嚣烯基纳米复套孝考糕，研究了缡米壤辩在聚丙烯中的分散及聚丙烯／蒙脱士纳米复合材料的物避和机械性能，建立了原位聚合法促进蒙脱土剥离的简单模裂，进行了聚丙烯、蒙脱土、聚烯烃弹性体三元复合，制备了麓韬性及剐性的聚溺烯基三元纳米复合瓣料。善宠黻缡米瑗酸钙、二氧纯镀、瑗薅寒謦窝蒙黢主必鼗表，采震复念毽纯麓进行原位聚合，研究了零维、一维及二维纳米填料

2、谯聚丙烯中的分散。发现碳纳米管在聚丙烯中单一分散：纳米碳酸钙和二氧化钛的分散依赖于颗粒尺寸和表面性质，较小的纳米颗粒容易从鄹聚体中剥离，纳米碳黻钙的分散效果好予二氧化钛：蒙聪土簌藏蕴聚会孛主要发袋嚣l褒，霆对片痿菠釜骏袭。筵努，重患疆究了蒙脱±分数‘陵的影响因素，发现蓠先加入TiCl。和洗去来负载催佬荆有利予蒙脱土的剥离。然后分别采用复合催化剂和复合载体催化剂两种原位聚合法制备了聚丙烯基纳米复会零葶籽。对予采掰复合催证裁靛蒙聪主存在下静添位聚会，确定7最佳霉疆淤浆聚合温度和提高填充度的方法：同时淡征了高压液相本体聚合产物的形

3、态，发现高压原位聚合使紫脱土片层剥离及团聚体松散化，再经过熔融混炼剪切作用厝，蒙脱土片层剥离驻均匀分数于聚丙烯基体中，制得的聚两烯／蒙脱±纳米复念辛耋料豹热稳定瞧大骥夔毫。嚣莅聚会浚掰褥产赞聚嚣爆夔分予鳘帮等鬣褒都鸯鬓下洚，蒙脱土和碳纳米管对聚丙烯的晶型没有影响，二氧化钛使聚丙烯的a懿不完整，纳米碳酸钙使聚丙烯产生了少爨的v晶。除碳纳米管使聚丙烯熔点降低外，其他填料影响不火。原位聚合法制备的粱丙烯／蒙脱土纳米复合材料的结晶行为滞后予聚嚣烯T30S。蒙弦±熬教入慰聚嚣爝结晶没鸯{避逡终周，缕鑫瘦疆麓蒙藐±含量的增热磷降低。菲等

4、温结菇避程中，原位聚会法制各的复合材辩孵Avrami指数n大予熔融共混法制备的簸台材料，复合材料的结晶活化能稍大于聚丙烯T30S；等温结晶过程中，复合材料以非均相成核为擞，聚丙烯T30S以均相成核为主。浙江大学博士学位论文对于复合载体催化剂原位聚合法，制备了6种负载催化剂，研究了催化活性和聚合物的分子量，并进一步考察了A1Et：；对催化活性的影响，最终确定了制备聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料的合适催化体系，聚合产物的颗粒形态与N型高效聚丙烯催化剂的催化产物相似，均为颗粒状粉体．蒙脱土片层主要以剥离态分散。系统地研究了聚丙烯／蒙脱

5、土纳米复合材料的力学性能，并制备了PP／POE／MMT三元纳米复合材料。发现陔原位聚合法制得的聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料的拉伸性能提高不大，蒙脱土含量为3％时抗冲强度最大提高30％，蒙脱土的加入降低了复合材料的低温抗冲性能。聚丙烯的弯曲模量和弯曲强度随分子量分布指数的增加而降低：随着蒙脱土的加入，聚丙烯的弯曲性能得到改善，但是蒙脱土对宽分布聚丙烯的弯曲性能改善不大。整体上复合材料的维卡软化点没有显著改善。聚丙烯与POE共混抗冲性能改善明显。但是弹性模量、拉伸强度、弯曲模量和强度大幅降低。通过复合载体催化剂高压液相本体原位聚合

6、制得的聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料母料，将少量蒙脱土引入PP／POE体系制得三元复合材料的抗冲强度得到保留，而且在一定范围内蒙脱土和POE表现出协同效应，呈“海一岛一湖结构”，其刚性得到改善，弯曲强度和弯曲模量均比PP／POE共混物明显提高。因此，POE和蒙脱土的结合使用是增加聚丙烯韧性，同时保留刚性的有效方法。此外，参照聚烯烃非均相催化剂单个颗粒模型，对原位聚合促进蒙脱土剥离化过程建立了简单数学模型。关键词：聚丙烯基纳米复合材料；纳米分散：原位聚合；复合催化剂：复合载体催化剂浙江大学博士学位论文AbstractPolypro

7、pylene(PP)basednanocompositeswerepreparedviainsitupolymerization．Thedispersionofnano—fillersinPPmatrix，themechanicalpropertiesandcrystallizationbehaviorsofthenanocompositeswerestudied．AsimplemathematicalmodelwasestablishedtodescribeexfoliationofMMTlayersduringinsit

8、upolymerization．PP,POEandmasterbatchcontainingMMTweremelt—compoundedandthusanovelPPbasednanocompositewithhighstiffnessandtoughnesswasprepared．Nan