无机纳米粒子改性聚丙烯的研究

CollegeofPolymerScience&Engineering无机刚性粒子增韧聚丙烯研究进展姓名：王昆学号：20110402310067指导老师：李超群CollegeofMaterial&ChemicalEngineering,HainanUniversity影响无机刚性粒子增韧PP的因素PP性质的介绍无机刚性粒子增韧PP机理不同工艺和改性方法对纳米无机粒子/PP的增韧无机刚性粒子增韧聚丙烯研究进展无机粒子增韧聚丙烯研究展望CollegeofMaterial&ChemicalEngineering,HainanUniversity聚丙烯优点：耐热性耐化学腐蚀性能良好高频绝缘性介电性能优良相对密度低价格低廉来源丰富聚丙烯用途广泛优良的力学性能聚丙烯缺点低温脆性大成型收缩率大改性：增韧无机刚性粒子滑石粉、高岭土、CaCO3、硫酸钡、蒙脱土、二氧化硅PP性质的介绍CollegeofMaterial&ChemicalEngineering,HainanUniversity无机刚性粒子增韧PP机理PP增韧机理主要有非弹性体的“冷拉机理”、“空洞化理论”和新的理论概念:类似橡胶弹性体空洞化增韧机理的微观结构增韧机理。应力集中剥离剪切屈服PP/CaCO3电镜图无机刚性粒子增韧PP研究进展史学涛中国塑料2005.11CollegeofMaterial&ChemicalEngineering,HainanUniversityPP-增韧剂复合技术填料的分散界面作用PP基体性质和无机粒子性质及用量影响无机刚性粒子增韧PP的因素CollegeofMaterial&ChemicalEngineering,HainanUniversity性能结构组成加工工艺组成－加工－结构－性能之间的关联性和复杂性,为高分子复合材料提供了广阔的设计空间。3种不同的PP基体(均聚PP、共聚PP、均聚PP和共聚PP按质量比1:1混合)对PP/CaCO3复合材料性能的研究结果表明，当CaCO3含量适当时，3种PP基复合材料的冲击强度均得到提高，但基体为共聚PP和含有共聚PP的复合材料提高得更多。PP基体和无机粒子性质及用量：PP基体CollegeofMaterial&ChemicalEngineering,HainanUniversityPP基体相对分子质量大小的影响CaCO3用量对H-PP（A)和E-PP(B)基复合材料冲击强度的影响研究表明，基体相对分子质量增大，也会使材料发生脆-韧转变的临界基体层厚度增加。无机刚性粒子增韧聚丙烯的影响因素邹寅将应用化学2013.3CollegeofMaterial&ChemicalEngineering,HainanUniversity无机刚性粒子的性质：无机刚性粒子粒径越小，增韧效果更好。纳米碳酸钙增韧增强PP研究胡胜飞工程塑料应用2004CollegeofMaterial&ChemicalEngineering,HainanUniversity无机刚性粒子用量对增韧效果的影响塑料/填料复合体系发生脆韧转变的必要条件是相邻填料粒子的平均间距τ≤τc（为临界基体层厚度）。τ——塑料基体层的平均厚度φr——填料体积分数d——填料粒子平均粒径无机刚性粒子填充量较小时，粒子在树脂基体中的分散浓度过低，基体仍然是载荷的主要承担者，增韧效果不是很明显。粒子含量过大，材料受到冲击时产生微裂纹和塑性变形太大，几乎为宏观应力开裂，冲击性能大大下降，增韧效果降低。无机刚性粒子增韧聚丙烯的影响因素邹寅将应用化学2013.3CollegeofMaterial&ChemicalEngineering,HainanUniversity无机刚性粒子与PP基体间界面相互作用刚性粒子增韧聚合物的界面条件判据:存在一临界BC值，当BBc时，复合体系才可能增韧，直至发生脆韧转变。Turcsanyi等于1988年提出了单参数方程：采用了临界界面黏结条件Bc:当BBc时,复合材料的冲击强度急剧下降,增韧效果差;当BdiSBBc时,复合材料的冲击强度急剧增加,获得了超高韧性,其中,Bdis:是获得良好分散所需要的界面豁结强度。由此可知,满足一定的界面强度要求是实现增韧增强的重要因素。无机刚性粒子增韧增强PP研究进展史学涛中国塑料2005.11CollegeofMaterial&ChemicalEngineering,HainanUniversity断裂应力集中良好分散1.熔融高速共混的方法使无机刚性粒子在PP基体中均匀分散：裂纹不同工艺和改性方法对纳米无机粒子/PP的增韧熔融共混法制备聚合物/纳米无机粒子复合材料黄锐中国塑料2003.4CollegeofMaterial&ChemicalEngineering,HainanUniversity2.新的填充母粒法制备“核一壳”粒子增韧PP无机粒子改性新方法：采用一种粒子将另一种粒子的表面包覆起来，形成特殊的“核壳”结构；“核壳”粒子表现“壳层”粒子的表面性能，杂化粒子往往兼具了两种粒子的特性。核壳粒子在聚丙稀的应用(a)硅烷偶联剂处理玻纤体系（无横晶）（b）GO包覆玻纤体系（横晶）高性能聚合物网巧性粒子复合材料制备的新技术欧玉春工程塑料应用2001.12CollegeofMaterial&ChemicalEngineering,HainanUniversity3.溶液共混法和聚合法分别制备PP/SiO2复合材料在相同工艺条件下，共混法较聚合法的增韧效果更为显著纳米二氧化硅粒子增韧聚丙烯的研究杨海棠甘肃工业大学学报2003.6CollegeofMaterial&ChemicalEngineering,HainanUniversity无机粒子增韧聚丙烯研究展望无机粒子增韧的聚丙烯复合材料在生活中广泛的运用，将使我们更加致力于聚丙烯复合材料的研究。对无机纳米粒子的分散问题、提高纳米粒子与聚丙烯界面相容性的问题，我们要对无机粒子进行更加适宜的表面改性和处理。另外,增韧机理的继续探究和三元增韧复合材料的深入研究也是今后的课题之一。CollegeofMaterial&ChemicalEngineering,HainanUniversity参考文献[1]周媛,谢雁,刘新民,潘炯玺.增韧增强PP复合材料的研究[J].合成树脂及塑料,2005,02:11-13+22.[2]王港.利用超高速混合器制备纳米碳酸钙/聚丙烯复合材料的研究[D].四川大学,2003.[3]周苏.聚丙烯复合材料的性能和断裂行为的研究[D].扬州大学,2012.[4]杨旸,邬素华.聚丙烯/碳酸钙复合材料的性能研究[J].塑料,2007,06:5-7.[5]张桂云,古建仪.聚丙烯/碳酸钙复合材料改性研究[J].现代塑料加工应用,2009,05:33-35.[6]王剑峰.具有核壳结构的CaCO3表面包覆改性及其在PP复合材料中的应用[D].福建师范大学,2008.[7]杨旸.聚丙烯增韧改性的研究[D].天津科技大学,2008.[8]李耐刚.基于界面设计的碳酸钙表面改性及在PP、PVC中的应用[D].福建师范大学,2006.[9]羊海棠,杨瑞成,冯辉霞,李迎春,陈奎,袁晓波.纳米二氧化硅粒子增韧聚丙烯的研究[J].甘肃工业大学学报,2003,02:34-36.[10]吴唯.动态硫化法PP/EPDM/纳米SiO_2双重粒子协同增韧改性研究[J].弹性体,2001,05:6-11.[11]吴永刚,马懿,李敬泽,姜郁英.无机刚性粒子增韧PP的研究[J].中国塑料,1999,04:30-34.[12]李彩林,郭少云,陈跃,李石磊.PP/POE/滑石粉三元复合材料的研究[J].高分子材料科学与工程,2006,03:214-218.[13]纳米二氧化硅粒子增韧聚丙烯的研究杨海棠甘肃工业大学学报2003.6[14]高性能聚合物网巧性粒子复合材料制备的新技术.欧玉春.工程塑料应用2001.12[15]熔融共混法制备聚合物/纳米无机粒子复合材料.黄锐.中国塑料.2003.4[16]无机刚性粒子增韧增强PP研究进展史学涛.中国塑料.2005.11[17]无机刚性粒子增韧聚丙烯的影响因素.邹寅将.应用化学.2013.3CollegeofMaterial&ChemicalEngineering,HainanUniversity谢谢老师和同学们的观看和指导！