论文部分内容阅读
聚丙烯(PP)是一种通用塑料,它具有成本低廉、力学性能良好、化学稳定性好等优点,在生活生产中有广泛的应用。但它的冲击韧性差、与无机填料相容性差、力学性能与工程塑料差距较大,使其应用范围受到限制。玻璃纤维(GF)的强度高刚性好,是复合材料中普遍使用的增强材料。GF增强PP是一种性能优异的复合材料,在家电行业和汽车工业中有广阔的应用前景。由于GF与PP的相容性差,两者之间的结合较弱,不利于提升材料的性能,因此要制备高性能的复合材料,关键在于改善GF与PP之间的相容性。本文以GF为增强材料,选取VM-g-MAH和POE-g-MAH作为增容剂兼增韧剂,并用KH-550处理GF,通过熔融共混和注塑成型,制备高性能的GF增强PP复合材料。考察了增容剂的含量和偶联剂处理对复合材料力学性能、耐热性能、熔体流动性和结晶性质的影响,并对比了两种增容剂的效果。对复合材料进行力学性能测试并用SEM观察界面结合情况,结果显示:用偶联剂KH-550处理GF不能有效地改善相容性,因此材料力学性能的提升不大。而增容剂的加入,显著地增强了GF与PP之间的界面结合,使材料的力学性能大幅提升。增容剂的含量升高,使材料的刚性降低,韧性提升。偶联剂与增容剂共同作用,材料的力学性能进一步提升。总体而言,VM-g-MAH的效果优于POE-g-MAH。当GF的含量为30%时,用KH-550对GF进行表面处理,并加入10%的VM-g-MAH,制得的复合材料性能优良,其拉伸、弯曲强度分别为73.7MPa、126.1 MPa,缺口冲击强度为25.7 KJ/m2。VST测试结果表明:用偶联剂处理GF可以提高材料的耐热性,而增容剂的加入,使材料的耐热性变差,并且增容剂的含量越高,材料的维卡软化温度越低。POE体系的耐热性优于VM体系。MFR测试结果表明:添加增容剂和偶联剂处理对复合材料的MFR值有明显的影响。GF未经KH-550处理时,POE体系和VM体系的MFR值随增容剂含量的升高而下降;GF经KH-550处理后,VM体系的MFR值随增容剂含量的升高而上升。VM体系的熔体流动性优于POE体系。DSC和WAXD分析结果表明:两种增容剂对聚丙烯结晶度的影响不大,添加增容剂和偶联剂处理都不改变聚丙烯的晶型。VM体系与POE体系的不同之处在于,前者β晶的含量较少,α晶的晶粒尺寸较小。