PP纳米碳酸钙复合材料在汽车工程塑料中的应用.pdf

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1、——一!!!!±童童墨全竺塑垫查奎垦竺苎全兰查!!!!：!!：]!二!!PP／纳米碳酸钙复合材料在汽车工程塑料中的应用吴锡忠，沈玉海(南京金杉汽车_[程塑料有限责任公司．南京210029)摘要：采崩不同的工艺、配方制备了聚丙烯／纳米碳酸钙和聚丙烯／纳米碳酸钙／弹性体复台材料，比较了加工工艺、配方对复合材料性能的影响。结果表明崩自制的钝化剂和超高速搅拌的方法，采用母较化工艺，以8303为基体树脂，纳米碳酸钙的含量为4％时，所得复合材料的综合性能最佳。关键词：纳米粒子改性聚丙烯汽车工程颦料TheApplica

2、tionofPP／nano-CaC03compositeinAutomobileEngineeringPlasticsWUXi—Zheng，SHENyu-hal心anjtngJinshanAutomobileEngineeringPlasticsCo．，Ltd，Nanjing210029)Abstract：PP／nano-CaC03andPP／nano-CaCOs／POEwelemadethroughdifferentprocesses．ThepropertiesofPP／nano—CaC03matrix

3、withvariedcontentswasstudied．Theresultsshowedwhenthecontentofnaoo．CaC0]treatedwithcouplingagentwas4％．thepropertiesofthePP／nano·CaC03compositeWaSthebestKeywords：nmlo—CaC03；PP；automobileengineeringplastics前言纳米材料是指一维或二维尺寸小于100纳米的材料，它的粒径小，比表面积大，由于量子效应和表面效应，纳米

4、材料的物理、化学性能、电性能较微米级的材料都有很大的差别。自1987年日本丰田材料研究中心首次制备了尼龙纳米复合材料以来，纳米复合材料以其优异的性能引起了人们的关注。目前纳米材料的种类很多，就无机填料而言，有纳米蒙脱土、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙等。其中纳米碳酸钙因来源广，价格便宜，在塑料改性中应用较多。据估计，发达国家1999年纳米碳酸钙在塑料制晶申的消耗量达到了200KT，我国的用量较少，仪为12KT。聚丙烯由于综合性能优异，获得了广泛的应用。但它的韧性不好，当把它用于汽车保险杠时，必须对

5、其进行增韧改性。传统的改性方法是用弹性体增韧，这种工艺己比较成熟。它的主要缺点是加工性能差，流动性能不好，成本较高。产品强度不好，而且要用大量的的外汇进口弹性体。而用刚性的纳米材料增韧聚丙烯，可在增韧的同时，提高聚丙烯的刚性和流动性，成本也不高，且不需要耗用外汇。刚性粒子增韧聚丙烯的机理是：由于刚性粒子的加入，使聚丙烯机体的应力集中发生了改变，将刚性粒子简化为球形，那么在拉伸应力场中，变形的初始阶段(界面脱粘前)，基体对填料的作用力在两极为拉应力，在赤道上为压应力，而在赤道附近，基体也会受到填料的压力。刚

6、性粒子的加入，使聚丙烯在受到冲击时，在刚性粒子周围产生了应力集中，易引起基体树脂产生微开裂，吸收一定的变形功。同时刚性粒子的存在，使基钵树脂微裂纹的扩展受阻和钝化，不至于发展成破坏性的开裂。但是由于碳酸钙和聚丙烯的相容性≈；好，当碳酸钙的粒径较大(达到10微米以上时)时，它和聚丙烯的界面在受力时会脱粘，使微裂纹扩大为宏观的裂纹，反而降低材料的韧性。有学者提出，许多通常在熔融状态下不相容的物质组份，在纳米尺度下具有一定的相容性。纳米碳酸钙由于粒径极小，表面积很大，表面有来结晶的非对称原子，使纳米碳酸钙具有很

7、高的活性，可以和聚丙烯基体形成很好的粘接界面。1实验1．1主要原材料聚丙烯8303北京燕山石化有限公司；聚丙烯191进口；K7726北京燕山石化有限公司；纳米碳酸钙(60．90纳米)上海华明：钝化剂，自制．1．2实验工艺纳米粒基体树子——◆表面处理——◆母粒—]f}—+混合——◆挤出造粒——◆计量、测试、包装月目—————————————————————————一2152005年南京复合材料技术发展研讨套论文1．3涓试与裹征测试用试条用z-800型注射成型机注塑成型，然后用HY-W型万能制样机制得，注塑时

8、料筒温度为180"C、190。C、1859C，注射压力为30、40、60。冲击强度用XJ．300A型冲击实验机按GBl843．86测试，拉伸强度和断裂伸长率用XLL．250型拉力实验按GBl040．92测试，弯曲弹性模量和弯曲强度用CMT4303型电子万能实验机按GB／T9341测试，熔体流动速率用XRL．500C型熔体流动速率测试仪按GB／T3682测试。2结果与讨论2．1搅拌工艺对复合材料性能的影响、表1搅拌工艺对复合材料