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硫酸钙晶须是一种性能优良的高分子材料增强体,其价格低廉,来源广泛,但是其表面极性较高,和高分子材料相容性差,目前的改性多集中在低分子量的偶联剂和表面活性剂,低分子量改性剂在高分子材料中和高分子材料的链段产生产缠绕和范德华力作用有限,一定程度上限制了硫酸钙晶须和高分子材料的相容性。原位聚合改性在其他无机粉体的改性中表现出较好的效果,因此将原位聚合改性应用于硫酸钙晶须具有重要的意义。论文首先利用含-C=C-的油酸钠作为改性剂,在水相中对硫酸钙晶须进行改性处理,将-C=C-引入到硫酸钙晶须的表面,考察了改性条件对改性效果的影响,然后改性后的晶须经原位分散聚合在其表面成功接枝了PMMA,探究了聚合条件对接枝率的影响,最后将接枝包覆PMMA的硫酸钙晶须添加到了PP中制备了复合材料并测定了其力学性能。(1)用沉降法,XRD,DRIFT,XPS,SEM,TEM等方法对改性接枝的效果和机理进行了表征,改性时间为10 min,改性温度50℃条件下油酸钠加量对改性晶须沉降高度的影响是少量油酸钠加量时,沉降高度相对于未改性晶须略微下降到3.1 cm,当改性剂的加量增加到0.1 g是沉降高度大幅增加到10.6 cm然后变化不大,改性时间对沉降高度的影响不大。在10 min改性时间,0.2 g油酸钠加量条件下改性温度对改性晶须沉降高度的影响是当改性温度由30℃和50℃达到70℃和90℃时,沉降高度迅速由10.5 cm和10.0 cm降低到3.1 cm和3.2cm。沉降高度急剧增加对应的油酸钠加量随着改性温度的升高而增加,DRIFT,XPS显示改性后晶须表面吸附了油酸根,且晶须在改性时会有两种形式的油酸根吸附在晶须的表面。(2)原位接枝聚合时,反应温度越高,接枝率越低,改性温度60℃时接枝率最高达到0.61%,接枝率随引发剂加量增加而增高,引发剂较少时,接枝率较低,当引发剂达到0.2 g时,接枝率达到最大为0.63%,增加引发剂用量对接枝率的提升不明显。温度60℃,引发剂加量为0.2 g时,接枝率随PVP的用量增加先增大后降低,PVP用量为0.3 g时接枝率最大,达到0.65%。TEM显示PMMA接枝后的硫酸钙晶须是针状核壳结构,硫酸钙晶须的表面接枝成功接枝了PMMA,通过接触角测试,接枝PMMA后的硫酸钙晶须和水的接触角为88.70°,证明经PMMA接枝后的晶须表面疏水效果明显,有望成为高分子材料的一种优良的增强体,晶须形状对接枝率的影响是晶须越短接枝率越高。(3)将PMMA接枝包覆改性后的硫酸钙晶须添加进PP材料中,结果显示添加4%的PMMA接枝包覆改性后的硫酸钙晶须可以提高材料的拉伸和弯曲强度,分别达到了17.49 MPa和18.72 MPa,相对于未改性晶须分别提高了7.2%和6.9%。PMMA接枝包覆改性后的硫酸钙晶须可以显著提高材料的抗冲击性能,达到48.9 kJ·m-2,相对于纯PP提高了29.9%,复合材料断面显示PMMA接枝包覆改性后的硫酸钙晶须可以和PP基体紧密结合,晶须表面接枝的PMMA在PP中可以和PP的高分子链产生缠绕,复合材料在受力断裂时可以更好地传递应力,从而提高了PP材料的抗冲击性能。