探索纳米碳酸钙填充改性聚丙烯的研究

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1、JJU‘dZbH⑧天洋大蓼中目近代第一M女孝m程硕士学位论文■■^b柑Ij：■●】I射旧_4ljjH_4【啊¨l淞Ij锕■■■l●l¨_领域：化学工程作者姓名：张立红指导教师：许溥深教授企业导师：孙颜文高工天津大学研究生院2005年12月摘要本论文研究了不同牌号的聚丙烯(PP)与纳米CaCO。复合材料的力学性能，对双螺杆挤出机和密炼机的加工工艺进行了优化，对比了双螺杆挤出和密炼混合工艺对PP／纳米CaC03复合材料力学性能的影响，考察了以马来酸酐接枝聚丙烯为相容剂，对PP／纳米CaC03复合材料的力学性能

2、的影响，此外，还利用DSC、POM、SEM、TEM和Ceast冲击试验机等，对PP／纳米CaCO。复合材料的微观结构进行了分析研究。结果表明，PP／纳米CaCO。复合材料的力学性能随着纳米CaC03含量的增加，复合材料的弯曲模量均有所提高，冲击强度也有了较大幅度的变化，冲击强度随CaCO。含量的增加呈现先升后降的趋势，在纳米CaC吼含量3％一9％之间时，出现最大值，当CaCO。含量超过9％时，冲击强度有所下降，在适当填充量下，纳米碳酸钙对不同牌号的聚丙烯均有增韧作用；密炼机的较佳加工工艺条件为：密炼温度1

3、65℃，转速60转／分，密炼时间15mil3；双螺杆挤出机的较佳加工工艺条件为：螺杆温度210。C，螺杆转速230转／分，喂料50％；双螺杆挤出和密炼两种加工方式均能够使纳米CaC0。粒子在聚丙烯中达到较好的分散；以马来酸酐接枝聚丙烯为相容剂，可有效地提高聚丙烯基体与纳米CaCO。之间的粘接性，从而使材料的力学性能有较大提高；弹性体、无机纳米CaC吼对聚丙烯有协同增韧作用；当PP／纳米CaCO。复合材料受到冲击时，纳米CaCO。诱导PP基体发生屈服变形，使复合材料的冲击强度得到提高。关键词：聚丙烯纳米Ca

4、CO。增韧冲击强度ABSTRACTInthispaperthemechanicalpropertiesofseveralgradespolypropylene(PP)andllano．CaC03compositesarestudied．Basedlml-ocessparametersoftwinscrewsandmixerareoptimized．InfluencesofthemechanicalpropertiesofPP／nano．CaC01compositespreparedbytwillscrew

5、sandmixerarecompared．nlcinfluenceofmaleicanhydridegraftedPPusedasacompatilizel"isstudied．Duringthestudy,themicrostructureofllano．CaC01filledpolypropyleneisanalyzedbyDSC．POM．SEM，TEMandCeastimpacttestmachine．TheresultsshOWSthat讲mtlleincreasingdosageofnan02C

6、aC0，，theflexuralmodulusofPP／nano．CaC01compositesisimproved，whilethecharpyimpactstrengthreachesthehi曲estwhenllano—CaC03isabout3％．6％，afterthat，thecharpyimpactstrengthisdecreased、】lriththeincreasingdosage．ⅡletoughnessofPPcompositesisincreasedbytheadditionofC

7、aC03nano-particles．Theoptimizedprocessparametersofmixeraremixtemperature165℃，rotatespeed60rpm，mixtime15min．Theoptimizedprocessparametersoftwinscrewsarescrewstemperature210℃，screwsrotatespeed230rpm，feed．in50％．TheCaCORllanO-particlesarewell．distributedinPPm

8、atrixinspiteof柳inscrewsormixerprocesses．WhenmaleicanhydridegraftedPPWasusedasacllmpatilizerforthecomposites．theinterfaeialcompatibilitybetweenllano．CaC01andPPWasincreasedbytheadditionofthecompafilizer,andtllemechani