無機納米粒子改性聚丙烯的研究

1、College of Polymer Science & Engineering無機剛性粒子增韌聚丙烯研究進(jìn)展姓名：王昆 學(xué)號：20110402310067 指導(dǎo)老師：李超群College of Material & Chemical Engineering, Hainan University 影響無機剛性粒子增韌影響無機剛性粒子增韌PP的因素的因素PP性質(zhì)的介紹性質(zhì)的介紹無機剛性粒子增韌無機剛性粒子增韌PP機理機理不同工藝和改性方法對納米無機粒子不同工藝和改性方法對納米無機粒子/PP的增韌的增韌無機剛性粒子增韌聚丙烯研究進(jìn)展無機粒子增韌聚丙烯研究展望無機粒子增韌聚丙烯研究展

2、望College of Material & Chemical Engineering, Hainan University 聚丙烯優(yōu)點：聚丙烯優(yōu)點：耐熱性耐熱性 耐化學(xué)腐蝕耐化學(xué)腐蝕性能良好性能良好高頻絕緣性高頻絕緣性介電性能優(yōu)良介電性能優(yōu)良相對密度低相對密度低 價格低廉價格低廉 來源豐富來源豐富聚丙烯聚丙烯用途廣泛用途廣泛優(yōu)良的力學(xué)性能優(yōu)良的力學(xué)性能聚聚丙烯缺點丙烯缺點低溫脆性大低溫脆性大成型收縮率大成型收縮率大改性：增韌改性：增韌無機剛性粒子無機剛性粒子滑石粉、高嶺土、CaCO3、硫酸鋇、蒙脫土、二氧化硅PP性質(zhì)的介紹性質(zhì)的介紹College of Material &

3、Chemical Engineering, Hainan University 無機剛性粒子增韌PP機理nPP增韌機理主要有非彈性體的“冷拉機理” 、“空洞化理論”和 新的理論概念:類似橡膠彈性體空洞化增韌機理的微觀結(jié)構(gòu)增韌機理 。應(yīng)力集中應(yīng)力集中剝離剝離剪切屈服剪切屈服PP/ CaCO3電鏡圖無機剛性粒子增韌無機剛性粒子增韌PP研究進(jìn)展研究進(jìn)展 史學(xué)濤史學(xué)濤 中國塑料中國塑料 2005 .11College of Material & Chemical Engineering, Hainan University PP-PP-增韌劑增韌劑復(fù)合技術(shù)復(fù)合技術(shù) 填料的分散填料的分散 界面作

4、用界面作用 PPPP基體性質(zhì)和無基體性質(zhì)和無機粒子性質(zhì)及用量機粒子性質(zhì)及用量影響無機剛性粒子增韌PP的因素College of Material & Chemical Engineering, Hainan University 性能性能結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成組成加工工藝加工工藝 組成加工結(jié)構(gòu)性能之間的關(guān)聯(lián)性和復(fù)雜性組成加工結(jié)構(gòu)性能之間的關(guān)聯(lián)性和復(fù)雜性, , 為高分子復(fù)合材料提供了廣闊的設(shè)計空間。為高分子復(fù)合材料提供了廣闊的設(shè)計空間。 3種不同的PP基體(均聚PP、共聚PP、均聚PP和共聚PP按質(zhì)量比1:1混合) 對 PP/CaCO3復(fù)合材料性能的研究結(jié)果表明，當(dāng)CaCO3含量適當(dāng)時，3種PP基

5、復(fù)合材料的沖擊強度均得到提高，但基體為共聚 PP和含有共聚PP的復(fù)合材料提高得更多。 PP基體和無機粒子性質(zhì)及用量：基體和無機粒子性質(zhì)及用量： PP基體基體College of Material & Chemical Engineering, Hainan University PP基體相對分子質(zhì)量大小的影響CaCO3用量對用量對H-PP（A)和和E-PP(B)基復(fù)合材料沖擊強度的影響基復(fù)合材料沖擊強度的影響 研究表明，基體相對分子質(zhì)量增大，也會使材料發(fā)生脆-韌轉(zhuǎn)變的臨界基體層厚度增加。無機剛性粒子增韌聚丙烯的影響因素?zé)o機剛性粒子增韌聚丙烯的影響因素 鄒寅將鄒寅將 應(yīng)用化學(xué)應(yīng)用化學(xué) 2

6、013.3College of Material & Chemical Engineering, Hainan University 無機剛性粒子的性質(zhì)： 無機剛性粒子粒徑越小，增韌效果更好。納米碳酸鈣增韌增強納米碳酸鈣增韌增強PP研究研究 胡勝飛胡勝飛 工程塑料應(yīng)用工程塑料應(yīng)用 2004College of Material & Chemical Engineering, Hainan University 無機剛性粒子用量對增韌效果的影響塑料塑料/填料復(fù)合體系發(fā)生脆韌轉(zhuǎn)變的必要條件是相鄰填料粒子填料復(fù)合體系發(fā)生脆韌轉(zhuǎn)變的必要條件是相鄰填料粒子的平均間距的平均間距c（為臨界基

7、體層厚度（為臨界基體層厚度 ）。）。塑料基體層的平均厚度r填料體積分?jǐn)?shù)d填料粒子平均粒徑 無機剛性粒子填充量較小時，粒子在樹脂基體中的分散濃度過低，無機剛性粒子填充量較小時，粒子在樹脂基體中的分散濃度過低，基體仍然是載荷的主要承擔(dān)者，增韌效果不是很明顯。粒子含量過大，基體仍然是載荷的主要承擔(dān)者，增韌效果不是很明顯。粒子含量過大，材料受到?jīng)_擊時產(chǎn)生微裂紋和塑性變形太大，幾乎為宏觀應(yīng)力開裂，沖材料受到?jīng)_擊時產(chǎn)生微裂紋和塑性變形太大，幾乎為宏觀應(yīng)力開裂，沖擊性能大大下降，增韌效果降低。擊性能大大下降，增韌效果降低。無機剛性粒子增韌聚丙烯的影響因素?zé)o機剛性粒子增韌聚丙烯的影響因素 鄒寅將鄒寅將 應(yīng)用化

8、學(xué)應(yīng)用化學(xué) 2013.3College of Material & Chemical Engineering, Hainan University 無機剛性粒子與PP 基體間界面相互作用剛性粒子增韌聚合物的界面條件判據(jù): 存在一臨界BC值，當(dāng) BBc時時,復(fù)合材料的復(fù)合材料的沖擊強度急劇下降沖擊強度急劇下降,增韌效增韌效果差果差;當(dāng)當(dāng)BdiSBBc時時,復(fù)合復(fù)合材料的沖擊強度急劇增加材料的沖擊強度急劇增加,獲得了超高韌性獲得了超高韌性,其中其中,Bdis:是獲得良好分散所需要的是獲得良好分散所需要的界面豁結(jié)強度。由此可知界面豁結(jié)強度。由此可知,滿足一定的界面強度要求滿足一定的界面強度要

9、求是實現(xiàn)增韌增強的重要因是實現(xiàn)增韌增強的重要因素。素。無機剛性粒子增韌增強無機剛性粒子增韌增強PP研究進(jìn)展研究進(jìn)展 史學(xué)濤史學(xué)濤 中國塑料中國塑料 2005.11College of Material & Chemical Engineering, Hainan University 斷裂斷裂應(yīng)力集中應(yīng)力集中良好分散良好分散1.熔融高速共混的方法使無機剛性粒子在熔融高速共混的方法使無機剛性粒子在PP基體中均勻分散基體中均勻分散：裂紋不同工藝和改性方法對納米無機粒子不同工藝和改性方法對納米無機粒子/PP的增韌的增韌熔融共混法制備聚合物熔融共混法制備聚合物/納米無機粒子復(fù)合材料納米無機粒子

10、復(fù)合材料 黃銳黃銳 中國塑料中國塑料 2003.4College of Material & Chemical Engineering, Hainan University 2.新的填充母粒法制備“核一殼”粒子增韌PP無機粒子改性新方法：采用一種粒子將另一種粒子的表面包覆起來，形成特?zé)o機粒子改性新方法：采用一種粒子將另一種粒子的表面包覆起來，形成特殊的殊的“核殼核殼”結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)；“核殼核殼”粒子表現(xiàn)粒子表現(xiàn) “殼層殼層”粒子的表面性能，雜化粒子粒子的表面性能，雜化粒子往往兼具了兩種粒子的特性往往兼具了兩種粒子的特性。核殼粒子在聚丙稀的應(yīng)用核殼粒子在聚丙稀的應(yīng)用(a) 硅烷偶聯(lián)劑處理玻纖

11、體系（無橫晶）（b）GO包覆玻纖體系（橫晶）高性能聚合物網(wǎng)巧性粒子復(fù)合材料制備的新技術(shù)高性能聚合物網(wǎng)巧性粒子復(fù)合材料制備的新技術(shù) 歐玉春歐玉春 工程塑料應(yīng)用工程塑料應(yīng)用 2001.12College of Material & Chemical Engineering, Hainan University 3.溶液共混法和聚合法分別制備PP/SiO2復(fù)合材料在相同工藝條件下，共混法較聚合法的增韌效果更為顯著納米二氧化硅粒子增韌聚丙烯的研究納米二氧化硅粒子增韌聚丙烯的研究 楊海棠楊海棠 甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報 2003.6College of Material & Ch

12、emical Engineering, Hainan University 無機粒子增韌聚丙烯研究展望n 無機粒子增韌的聚丙烯復(fù)合材料在生活中廣泛的運用，無機粒子增韌的聚丙烯復(fù)合材料在生活中廣泛的運用，將使我們更加致力于聚丙烯復(fù)合材料的研究。對無機納米將使我們更加致力于聚丙烯復(fù)合材料的研究。對無機納米粒子的分散問題、提高納米粒子與聚丙烯界面相容性的問粒子的分散問題、提高納米粒子與聚丙烯界面相容性的問題，我們要對無機粒子進(jìn)行更加適宜的表面改性和處理。題，我們要對無機粒子進(jìn)行更加適宜的表面改性和處理。另外另外,增韌機理的繼續(xù)探究和三元增韌復(fù)合材料的深入研增韌機理的繼續(xù)探究和三元增韌復(fù)合材料的深入研

13、究也是今后的課題之一。究也是今后的課題之一。 College of Material & Chemical Engineering, Hainan University 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1周媛周媛,謝雁謝雁,劉新民劉新民,潘炯璽潘炯璽. 增韌增強增韌增強PP復(fù)合材料的研究復(fù)合材料的研究J. 合成樹脂及塑料合成樹脂及塑料,2005,02:11-13+22.2王港王港. 利用超高速混合器制備納米碳酸鈣利用超高速混合器制備納米碳酸鈣/聚丙烯復(fù)合材料的研究聚丙烯復(fù)合材料的研究D.四川大學(xué)四川大學(xué),2003.3周蘇周蘇. 聚丙烯復(fù)合材料的性能和斷裂行為的研究聚丙烯復(fù)合材料的性能和斷裂行為的研究D

14、.揚州大學(xué)揚州大學(xué),2012.4楊旸楊旸,鄔素華鄔素華. 聚丙烯聚丙烯/碳酸鈣復(fù)合材料的性能研究碳酸鈣復(fù)合材料的性能研究J. 塑料塑料,2007,06:5-7.5張桂云張桂云,古建儀古建儀. 聚丙烯聚丙烯/碳酸鈣復(fù)合材料改性研究碳酸鈣復(fù)合材料改性研究J. 現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用,2009,05:33-35.6王劍峰王劍峰. 具有核殼結(jié)構(gòu)的具有核殼結(jié)構(gòu)的CaCO3表面包覆改性及其在表面包覆改性及其在PP復(fù)合材料中的應(yīng)用復(fù)合材料中的應(yīng)用D.福建師范大學(xué)福建師范大學(xué),2008.7楊旸楊旸. 聚丙烯增韌改性的研究聚丙烯增韌改性的研究D.天津科技大學(xué)天津科技大學(xué),2008.8李耐剛李耐剛. 基

15、于界面設(shè)計的碳酸鈣表面改性及在基于界面設(shè)計的碳酸鈣表面改性及在PP、PVC中的應(yīng)用中的應(yīng)用D.福建師范大學(xué)福建師范大學(xué),2006.9羊海棠羊海棠,楊瑞成楊瑞成,馮輝霞馮輝霞,李迎春李迎春,陳奎陳奎,袁曉波袁曉波. 納米二氧化硅粒子增韌聚丙烯的研究納米二氧化硅粒子增韌聚丙烯的研究J. 甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2003,02:34-36.10吳唯吳唯. 動態(tài)硫化法動態(tài)硫化法PP/EPDM/納米納米SiO_2雙重粒子協(xié)同增韌改性研究雙重粒子協(xié)同增韌改性研究J. 彈性體彈性體,2001,05:6-11.11吳永剛吳永剛,馬懿馬懿,李敬澤李敬澤,姜郁英姜郁英. 無機剛性粒子增韌無機剛性粒子增韌PP的研究的研究J. 中國塑料中國塑料,1999,04:30-34.12李彩林李彩林,郭少云郭少云,陳躍陳躍,李石磊李石磊. PP/POE/滑石粉三元復(fù)合材料的研究滑石粉三元復(fù)合材料的研究J. 高分子材料科學(xué)與工程高分子材料科學(xué)與工程,2006,03:214-218.13納米二氧化硅粒子增韌聚丙烯的研究納米二氧化硅粒子增韌聚丙烯的研究 楊海棠楊海棠 甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報 2003.614高性能聚合物網(wǎng)巧性粒子復(fù)合材料制備的新技術(shù)高性能聚合物網(wǎng)巧性粒子復(fù)合材料制備的新技術(shù) .歐玉春歐玉春. 工程塑料應(yīng)用工程塑料應(yīng)用 2001.1215熔融共混法制備聚合物熔融共混法制備聚