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聚丙烯(Polypropylene,PP)作为一种通用的热塑性塑料,具有原料丰富、合成工艺简单、价格低廉等特点,但由于其机械强度低、冲击强度低、低温及高应变速率下的脆性明显,使其进一步的应用受到了限制。因此,如何对PP进行增强增韧引起了人们的极大关注。硼酸镁晶须(MBOw)作为新型的增强材料,因其价廉、高强度、高模量等优点,有望在PP等聚合物基复合材料中得到广泛应用。然而,目前尚未见到关于MBOw增强增韧PP的报道。本文分别选用硅烷偶联剂KH-550和硼酸酯(BE)偶联剂对MBOw进行表面改性,深入探讨了两种偶联剂对MBOw表面性质的影响;采用熔融共混法制备了MBOw和经BE改性后MBOw分别填充的PP基复合材料,系统研究了MBOw对PP/MBOw和PP/BE/MBOw复合材料性能的影响;通过FT-IR分析研究了PP/BE/MBOw复合材料界面作用机理,并就MBOw对PP的增强增韧机理进行了初步探讨,得到如下结论:(1)BE偶联剂使MBOw表面性质发生根本转变,而KH-550对MBOw表面性质并未产生任何影响;BE较KH-550偶联剂更适合于改性MBOw,且其最佳用量为MBOw质量的2%左右。(2)未改性的MBOw与非极性的PP基体之间的相容性较差,而BE改性后的MBOw与PP表面性质相似,使MBOw与PP之间的相容性较好。(3)莫志深方程能较好地描述PP及其复合材料的非等温结晶动力学,MBOw对PP具有异相成核的作用,加快了PP的结晶速率,且BE使MBOw的异相成核能力得到增强,更有利于PP结晶速率的提高;PP/MBOw复合材料的拉伸强度、拉伸模量随MBOw含量的增加随之提高,但在MBOw含量超过了一定范围后(≥15wt%),拉伸强度及拉伸模量降低;PP/BE/MBOw复合材料的拉伸强度、模量均随晶须含量的增加而增加,提高趋势显著;PP/MBOw及PP/BE/MBOw复合材料的断裂伸长率都随晶须含量增加而降低,且PP/BE/MBOw复合材料的断裂伸长率下降更为明显;随着MBOw含量的增加,PP/MBOw复合材料的缺口冲击强度呈线性下降趋势,而PP/BE/MBOw复合材料的冲击强度先增大,当晶须含量达到5wt%时,冲击强度达到最大值,再进一步增大晶须含量反而使得复合体系的冲击性能下降;PP/BE/MBOw复合材料热变形温度的提高趋势较PP/MBOw体系更为显著。(4)PP/BE/MBOw复合材料的界面相互作用机理为:BE一端的亲水基团与MBOw表面的-OH发生物理吸附与化学反应;而另一端的憎水基团与PP的大分子链有较好的亲和性。BE在MBOw和PP之间起着良好的“桥架”作用。(5)MBOw增强增韧PP机理为:MBOw对PP形成一种骨架强化,且经BE处理后的MBOw与PP界面结合良好,基体向MBOw传递应力效率较高,因此处理后MBOw对PP增强效果显著;经BE处理的MBOw在PP基体中的均匀分布,使得界面作用得到明显改善,应力能有效传递与均匀分散,且拔出效应不仅能大量消耗冲击能,还可诱发PP基体的塑性变形,这使得材料的韧性得以提高。