PP生物质灰复合材料的制备与力学性能研究.pdf

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1、32工程塑料应用2010年，第38卷，第l2期PP／生物质灰复合材料的制备与力学性能研究陈华堂刘琼琼徐冬梅胡锋(徐州工业职业技术学院材料系，徐州221140)(宿迁凯迪绿色能源开发有限公司，宿迁223800)摘要采用熔融共混工艺制备了聚丙烯(PP)／生物质灰复合材料，考察了生物质灰用量、偶联剂处理和马来酸酐接枝PP增容剂(PP—g—MAH)对复合材料力学性能的影响。研究发现，生物质灰用量为20份时，复合材料的拉伸强度和冲击强度较纯PP的性能有所提高；偶联剂KH550用量为生物质灰用量的1％时效果较好；PPg—MAH增容剂对复合材料的增容效果明显，使材料的

2、力学性能提高。关键词聚丙烯生物质灰力学性能偶联剂增容剂能源危机的日益加剧及能源需求的不断增长促限公司；使人们不断寻求新的能源，其中生物质发电以其具数显冲击试验机：GT一704J—MDL型，高铁检有的能量效益、环境效益和社会效益引起了人们的测仪器有限公司。广泛关注，全球生物质发电装机容量逐年上升。我1．2试样制备国作为农业大国，具有丰富的生物质资源，生物质发(1)生物质灰的处理电有着广阔的前景，《可再生能源中长期发展规划》将生物质灰过筛(75m)置于110~C烘箱中干中称，到2020年，全国生物质发电总装机容量达到燥12h以上，以除去吸附的水分。将偶联剂K

3、H5503000万千瓦J。直接加入生物质中，混合均匀。生物质发电的副产物——生物质灰的主要成分(2)PP／生物质灰复合材料的制备是SiO，其次是NaO，还含有少量的CaO、MgO、表1列出PP／生物质灰复合材料的配方。按表A1O、FeOTiO等无机物质。对生物质灰的利1配方将PP、生物质灰及增容剂PP．g—MAH通过双用主要是作为肥料还田，不能充分发挥其经济价值。螺杆挤出机挤出造粒制成PP／生物质灰复合材料粒目前，有关稻壳灰(一种生物质灰)的应用研究较料，挤出级各段温度分别为45、175、180、190、190、多。。笔者将用稻壳、稻草、花生壳和树皮等生

4、物200、210~C，主机转速50r／rain。粒料烘干后用注塑质发电后的生物质灰加入到聚丙烯(PP)基体中，制机注塑成标准试样，注塑机各段温度分别设定为成PP／生物质灰复合材料，同时考察马来酸酐接枝180、200、210、210oCPP(PP—g—MAH)增容剂和偶联剂对其性能的影响，表1PP／生物质灰复合材料的配方为生物质灰在聚合物中的应用进行初步探索。试样编号PP用量／生物质灰KH550用PP-g-MAH份)用量／份量／％用量／％)1实验部分PPo1001．1原材料PPlO1OO10PP：T30S，熔体流动速率为2．64g／(10min)PP201

5、oo20PP301O030(2．16kg，210~C)，中国石油大庆炼化公司；PP2OKH1l002Ol生物质灰：江苏凯迪新能源有限公司发电厂；PP2OKH21002O2PP20KH4l0o2O4硅烷偶联剂KH550：南京联硅化工有限公司；PP20M21002O2PP．g．MAH：采用过氧化二异丙苯作为引发剂在PP20M41002O4挤出机中进行熔融接枝，MAH接枝率为1％，自制。PP20M61002061．2仪器、设备注：1)为质量份，下同；2)指KH550占生物质灰用量的百分比；双螺杆挤出机：LSHJ型，上海科创橡塑机械设3)指PP-g-MAH占生物

6、质灰用量的百分比。备有限公司；1．4性能测试注塑机：XS—ZY一130型，常州华丰机械有限拉伸性能按GB／T1043—2008测试，采用双铲公司；电子拉力机：AI一7000LA型，高铁检测仪器有收稿日期：2010—10—11陈华堂，等：PP／生物质灰复合材料的制备与力学性能研究33型试样，拉伸速度为50mm／min；剂的用量，增加的偶联剂并不是与生物质灰发生反冲击性能按GB／Tl843—1996测试，采用I型应，而是与占据生物质灰表面的偶联剂活性基团以缺口试样。分子问的范德华力相结合，结果导致生物质灰表面2结果与讨论的活性基团减少，两者之间的结合力减弱，

7、因而复合2．1生物质灰用量对复合材料力学性能的影响材料的力学性能下降。表2列出生物质灰用量对复合材料力学性能的2．3PP．g—MAH用量对复合材料力学性能的影响影响。由表2可以看出，随着生物质灰用量的增加，表4列出PP—g．MAH用量对复合材料力学性能复合材料的拉伸强度、冲击强度均呈现先增大后降的影响。由表4可以发现，增容剂提高了复合材料低的趋势，这可能是由于生物质灰含量过高时，其在的拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率，且在所研究的基体中的分散均匀性变差，形成的粒子团聚体影响范围内，PP—g—MAH的用量越大，复合材料的力学性了基体的连续性并造成应力集中。。

8、。而断裂伸长能越好。PP—g—MAH能在生物质灰与PP基体间起率则随着生物质灰用