纳米ZnOGFPP复合材料结晶行为的研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文纳米ZnO/GF/PP复合材料结晶行为的研究姓名：李之琦申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：崔益华20070301南京航空航天大学硕士学位论文摘要聚丙烯（PP）由于价格低廉，来源丰富，广泛应用于汽车、医疗、办公、管道、建筑等行业。由于其机械强度低、脆化温度高、冲击强度低、染色性、粘接性、抗静电性均不理想等，影响了其在各领域的进一步推广应用。本文分别选用了KH－550和油酸表面处理剂对纳米ZnO进行了表面改性，选择经过表面处理的PP专用玻璃纤维（GF）并通过配方设计，采用熔融共混法制备了纳米ZnO/GF/PP三元混杂复合材料。通过差示

2、扫描量热仪（DSC）、X射线衍射（XRD）、热台偏光显微镜（PLM）等分析方法对纳米ZnO和GF对PP结晶行为的影响进行了分析。结合扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、傅立叶红外光谱仪（FT－IR）等现代测试手段，对PP力学性能的影响因素进行了分析，研究了结晶行为的变化对三元混杂复合材料力学性能的影响。试验结果表明，经油酸处理的纳米ZnO粒子能够均匀地分散在PP基体中，且与PP基体的界面结合良好；纳米ZnO与GF的加入提高了PP的结晶温度、结晶速率，降低了结晶度，细化了晶粒，促进了β晶型的成核。由于纳米ZnO与GF对PP的结晶行为产生了影响以及两者

3、之间的协同增强增韧作用，使三元混杂复合材料的拉伸强度、冲击强度均有明显提高，复合材料的流动性能也得到了改善。当加入1%的纳米ZnO和30%的GF时，复合材料的拉伸强度达到95.15MPa，缺口冲2击强度达到7.84kJ/m，熔融指数为17.90g/10min。关键词：聚丙烯，混杂，纳米ZnO，玻璃纤维，结晶行为I纳米ZnO/玻璃纤维/聚丙烯复合材料结晶行为的研究AbstractPolypropylene(PP)iswidelyusedinmanyfields,suchasautomobiles,medical,office，pipeandarchitecture.

4、However,itshighbrittletransformationtemperature,lowmechanicalstrength,dyeingproperty,antistaticproperty,andpoorimpactresistance,considerablylimititsfurtherapplications.Thenano-ZnOtreatedbysurface-couplingKH－550oroleicacidandglassfiberwereintroducedtoimprovethemechanicalperformanceandm

5、eltindexofPP.Nano-ZnO/glassfiber/PPcompositeswerefabricatedbymeltblending.Thecrystalizationbehaviorstructureofnano-ZnO/glassfiber/PPcompositeswasanalyzedbydifferentialscanningcalorimetry(DSC),X-raydiffraction(XRD)andpolarizedlightmicroscopy(PLM).Thesurfacecharacteristicsofthesurface-c

6、ouplednano-ZnOandtheimpactfractographofnano-ZnO/glassfiber/PPcompositeswereobservedrespectivelywiththeaidofFouriertransforminfraredspectra(FT-IR),transmissionelectronmicroscopy(TEM)andscanningelectronmicrograph(SEM).Inaddition,theeffectofcrystalizationbehavioronthemechanicalproperties

7、ofnano-ZnO/glassfiber/PPcompositeswasinvestigated.Theresultsindicatedthatnano-ZnOsurface-coupledbyoleicacidcouldbeuniformlydispersedinPPmatrix.Theincorporationofnano-ZnOandglassfiberresultinincreaseofthecrystallizationtemperatureandcrystallizationrateofPPanddecreaseinthecrystallizedeg

8、reean