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硅藻土具有孔隙率高,化学稳定性好,松散密度小,耐磨性和电绝缘性好等特点,是一种性能较好的无机填充剂,能改善聚合物冲击模量、强度、耐久性和硬度等性能。 本文以硅藻土为主要填料,PP为基体树脂,通过熔融共混,模压成型法制备复合材料,主要研究硅藻土用量对硅藻土/聚丙烯(PP)复合材料的力学性能、热稳定性和结晶性能的影响;采用水溶液法用硅烷偶联剂对硅藻土进行改性,探讨硅烷偶联剂的最佳用量以及硅烷偶联剂加入对复合材料上述性能的影响。 通过对复合材料力学性能测试,对改性前后的硅藻土进行了红外吸收光谱分析,并研究复合材料非等温结晶性能,主要得到以下结论: (1)随着硅藻土用量增加,复合材料拉伸强度和弯曲强度均有所下降,但硬度、冲击强度得到了提高。经硅烷偶联剂改性后的硅藻土/聚丙烯复合材料的拉伸,冲击,弯曲和硬度比未改性复合材料分别提高了18.86%、4.5%、5%和9.8%。 (2)复合材料的热稳定性随着硅藻土用量的增加而提高,其分解峰温度从440℃提高到480℃;改性后的复合材料其热稳定性较未改性时也有一定的提高,其初始分解温度向高温方向推移,在分解峰温度其分解速度变慢。 (3)由于空间位阻作用,硅藻土能有效提高复合材料E′和E′′,分别提高了23.6%和8.8%,改性复合材料的E′和E′′比未改性时稍有下降。 (4)采用硅烷偶联剂对硅藻土进行表面改性,当硅烷偶联剂用量为硅藻土质量分数1.5%时改性效果最佳,可在硅藻土表面形成最佳包覆作用。 (5)适量的硅藻土能够降低复合材料结晶活化能,结晶速度。在降温过程中使结晶行为在较高温度就可以发生。经硅烷偶联剂改性后,复合材料结晶速度加快,且其结晶活化能有大幅度下降。同时研究发现:当硅藻土含量过高时,结晶活化能反而会上升,阻碍聚合物结晶。