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1、第31卷第6期塑料工业2003年6月CHINAPLASTICSINDUSTRY·15·聚丙烯/BA原位聚合改性MMT纳米复合材料的XDSC分析与力学性能1122,XX张敬武,谭菁,周兴平,解孝林(11中国石化股份有限公司武汉分公司,湖北武汉430082;21华中科技大学化学系,湖北武汉430074)摘要:通过原位聚合制备了聚丙烯酸丁酯(PBA)改性蒙脱土(MMT),与聚丙烯(PP)熔融复合制成PP/MMT纳米复合材料,系统地研究了复合材料的熔融、结晶行为和力学性能。结果表明:随着处理MMT的BA用量的增加,PP/MMT纳米复合材料中PP相的结
2、晶度、熔点和结晶温度明显提高,结晶速度加快;复合材料的拉伸强度变化不大,但拉伸模量和冲击强度有显著提高。当BA/OMMT质量比为1/12左右时,复合材料的韧性趋于平衡值,而拉伸模量出现最大值。关键词:PP/MMT纳米复合材料;聚丙烯酸丁酯;蒙脱土;聚丙烯中图分类号:TQ32513文献标识码:B文章编号:1005-5770(2003)06-0015-02PP/蒙脱土(MMT)纳米复合材料的制备主要113PP/MMT的制备[2]有两种方法———熔体插层法和丙烯原位插层聚合法按文献制备MMT质量分数为5%的PP/[1]MMT;经注塑成型,制成尺寸为
3、70mm×10mm×(即填充聚合法)。由于存在熔体插层困难或负载后的齐格勒-拉塔催化剂的活性与丙烯的转化率低的410mm的拉伸样条和1215mm×1017mm的缺口难题,到目前为止还没有实现工业化生产的报道。作(2mm深,45°)冲击样条,注塑机的筒体温度分别者采用经有机季铵盐处理的有机化蒙脱土控制在225℃、230℃、230℃。(OMMT),利用原位乳液聚合方法,使丙烯酸丁酯114性能测试(BA)单体进入蒙脱土片层进行原位插层聚合,得到热性能测试:用Perkin2ElmerDSC27型热分析BA原位聚合改性MMT;与PP复合制成了PP/仪,
4、在氮气的保护下、以10℃/min的升温速率对MMT纳米复合材料。利用X2射线衍射(XRD)和扫PP/MMT共混物进行DSC分析。为消除热历史的影描电镜(SEM)研究PP/BA原位聚合改性MMT纳响,每一个样品先加热到220℃并保温3min,然后米复合材料的微观结构[2]。本文则研究了PP/BA原骤冷到室温。力学性能测试:按GB/T1040-1992标准,在位聚合改性MMT纳米复合材料(简称PP/MMT)室温下用4206型Inston拉力机在1mm/min的拉伸的熔融、结晶行为和力学性能。速率下,测定PP/MMT的拉伸力学性能;采用Ceast1
5、实验部分切割机制备的V形缺口复合材料冲击样条(缺口端111主要原料直径0125mm),按GB/T1043-1993标准,在室温PP:T30S,熔体质量流动速率为4g/10min,中下用悬臂梁冲击试验机(CeastFractovies)研究PP/国石化股份有限公司武汉分公司;BA:CP,上海五MMT的冲击破坏行为。联化工厂;MMT:工业级,浙江杭州华特膨润土公2结果与讨论司。211PP/MMT的DSC分析112BA原位聚合改性MMT的制备图1是PP/MMT的DSC升温曲线。从图1分别用十六烷基三甲基溴化铵处理蒙脱土得有机化蒙得到PP/MMT中P
6、P相的熔点(Tm)和熔融热焓[2]脱土(OMMT),按文献制备OMMT、BA的质量(ΔHm),结果列入表1。聚合物的结晶度(Xc)可以比为8∶1、10∶1、12∶1和16∶1的一系列PBA改性根据下式计算:MMT,分别记为OMMT82PBA、OMMT102PBA、ΔHmXc=3×100%(1)OMMT122PBA和OMMT16-PBA。ΔHX国家自然科学基金项目(50003005)和(10172037)资助XX通讯联系人xlxie@public1wh1hb1cn作者简介:张敬武,男,总经理,高级工程师,主要从事聚丙烯和石油炼制的生产管理和产品
7、开发。·16·塑料工业2003年3式中,ΔHm是聚合物的熔融热焓,ΔH是结晶致复合材料中PP相Tm的提高。度为100%聚合物的熔融热焓。图2PP/MMT纳米复合材料的DSC降温曲线图1PP/MMT纳米复合材料的DSC升温曲线Fig2DSCcoolingthermogramsforPP/MMTnano2compositesFig1DSCheatingthermogramsforPP/MMTnano2composites图2为PP/MMT纳米复合材料的DSC降温曲表1PP/MMT的热分析数据线,测得的Tc亦列于表1中。结合PP/MMT熔融Tab1
8、ThermalanalysisdataofPP/MMT峰的熔点(Tmp)可以计算出复合材料中PP相的结试样TΔHm/X/%晶过冷度(ΔT=Tmp-Tc),结果亦列于
