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利用反应型增容剂对不相容聚合物共混改性,制备综合性能优良的聚合物共混新材料;借助纳米材料的特殊改性作用,制备具有良好综合性能的聚合物基纳米复合材料,以及纤维增强热塑性复合材料是高分子材料工程的重要研究方向,近年来受到了普遍的关注。 本文选用马来酸酐(MAH)和三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)作为聚丙烯/ABS塑料(PP/ABS)、聚丙烯/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PP/PBT)、聚丙烯/尼龙6(PP/PA6)反应共混的增容剂,采用一步法反应挤出共混工艺,考察了MAH、TAIC与PP、ABS的熔融接枝交联反应及产物结构特征,同时测定了MAH、TAIC反应增容PP/ABS、PP/PBT、PP/PA6共混材料的力学性能、加工流变性能,并采用相差显微镜、扫描电子显微镜及偏光显微镜和DSC等方法表征了共混材料的相态结构、结晶行为,分析了断裂机理。研究结果表明:MAH、TAIC在DCP引发下可与PP、ABS发生熔体接枝发应,TAIC则可进一步发生交联反应;DCP极易引发PP降解,用量需严格控制;TAIC通过交联作用可以抑制DCP对PP降解造成PP/ABS共混材料力学性能下降;PP/ABS共混体系中PP主要以连续相、ABS以分散相存在;通过球晶细化作用,ABS使PP结晶度和熔点下降,同时,MAH、TAIC的加入使这种细化作用更为显著。采用一步反应共混法制备PP/ABS合金工艺简便、可操作性强,具有实际使用价值。MAH、TAIC及MAH/TAIC混合物对PP/PBT体系反应增容作用,MAH最强、MAH/TAIC次之,TAIC最差。PBT在PP/PBT/MAH共混体系中通过纤维增强改性机理而起改性作用,MAH可以促进PP/PBT中PP的结晶度提高,改善共混体系的力学性能。对于PP/PA6共混体系,TAIC比MAH更能有效地提高共混体系的力学性能和加工性能。对PP/PA6(85/15)体系,DCP的加入量应少于0.05phr;由于TAIC对PA6有强烈的交联作用,在一步法反应挤出共混过程中,双螺杆挤出机需要配备良好的脱挥和分段加料装置,以除去未接枝的残留TAIC单体和其它挥发性小分子,从而进一步提高共混材料的力学性能。试验结果表明,一步法就地增容反应共混制取PP/PA6共混材料工艺技术上是可行的。 通过熔体共混与复合的技术、弹性体EPDM、POE增韧、纳米CaCO3、纳米ZnO、纳米TiO2及超细滑石粉增强制备的改性聚丙烯综合性能优良。其中,POE对PP的增韧效果优于EPDM;超细滑石粉对PP/EPDM共混体系增韧增强作用比对PP/POE共混体系强;纳米Ti02对PP/EPDM(POE)体系抗冲改性作用比纳米ZnO强;纳米ZnO、纳米TiO2对PP/弹性体共混体系改性效果比对共聚PP和均聚PP改性效果好。TEM分析表明,纳米ZnO、纳米TiO2与共聚PP和PP/POE经双螺杆挤出机一次挤出共混,复合材料中纳米粒子大部分能达到纳米级分散,少量团聚体经双辊二次开炼后分散度和尺寸几乎不变。纳米ZnO及纳米TiO2在PP/POE体系中比在共聚和均聚PP中分散度更好、尺寸更小。首次将弹性体增韧、超细(纳米)粒子增强技术应用于冷热水管PP改性专用料开发,经工程实际使用,综合性能可以满足相关产品标准要求。 首次将三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)多官能团单体与苯乙烯进行悬浮共聚,在DCP和BPO引发下合成得到了结构和性能有差异的P(St-co-TAIC)共聚物,并研究证明了这种共聚物对PS/PC、PS/PVC共混物有增容作用,而且共混材料具有良好的透明性。 实验证明,TAIC可以与PS发生熔体接枝反应,当DCP引发剂含量一定时,接枝率随着TAIC添加量增加而提高。MBS对PS/PC共混具有较显著的增容作用,其增容作用比TAIC强。 ng纳米CaCOJ对PS”C抗冲改性效果比纳米引 好。纳米出。对EyA $客的PS/PC共混体系抗冲改性效果比对陀/PC简单井混体系及P于g叮AIc增客的用/比共混体系好.进一步证明了纳米粒子增韧增强作用对韧住体系优于脆性体瘫.纳米出 在B/PC共混体系中选择性分配,使陀、PC相玻璃化温度发生不同程度的变化,PC相玻劝化温度改变幅度远大干PS相。 短玻璃纤维/聚丙烯(GP/PP)、短碳纤维/聚醚醚匪(CP/Pgy)注塑复合板材纤维取向结构、材料性能与注塑工艺关系的研究结果表明;纤维取向存在“皮芯层”结构,皮层中纤维接近于理想单轴取向,而芯层则趋向于无规取向。可以用平均取向角(e)和取向函数(F)表征取向程度.注射压力提高,纤it)G$#流动方向取向度提高.当耶含量达40$时,GP/PP中PP难以形成较大的球晶石F含量为20~30$时,GF/PP复合材料的综合性能较好。对CF/PEEK板材结构分析和力学性能测试发现,皮芯层厚浚及其拉伸强度、拉伸模量与整板材料厚度、拉伸强度及拉伸模量之间关系符合“混合规则”。由纤维取向度差异导致材料力学各向异性,因而材料内部存在较大的内应力,这类材料的设计和应用需充分考虑这一因素。