玻璃纤维/碳酸钙/POE/PP四元复合材料的制备及性能研究

作     者：陈光辉 

作者单位：南京航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陶杰

授予年度：2006年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：聚丙烯 玻璃纤维 弹性体POE 纳米碳酸钙 微米碳酸钙 成型收缩率 

摘      要：聚丙烯(PP)是一种综合性能优异的热塑性塑料,应用十分广泛。但其冲击强度较小,拉伸强度偏低,并且成型收缩率较大,这就大大限制了PP的应用。本文采用多元组分对PP进行了协同改性,以期制备高强、高韧且成型收缩率较小的改性聚丙烯复合材料。首先固定PP和弹性体POE的质量比为100:15,通过熔融挤出法制备了纳米碳酸钙/POE/PP和微米碳酸钙/POE/PP两种三元复合体系。然后在三元复合体系研究的基础上,通过双螺杆挤出机制备了玻璃纤维/纳米碳酸钙/POE/PP和玻璃纤维/微米碳酸钙/POE/PP两种四元复合体系,分别对四种体系的成型收缩率、力学性能(拉伸、冲击)和结晶性能等方面进行了对比研究。 通过研究发现,三元复合体系中纳米碳酸钙(小于10份)的加入使得复合体系的简支梁无缺口冲击强度大幅度提高,体系中PP的结晶速率变快,结晶度变大,拉伸强度略有下降。并且,在本实验中,纳米碳酸钙/POE/PP复合体系的各项性能均优于微米碳酸钙/POE/PP复合体系。加入玻纤后,四元复合体系的各项性能明显优于对应的三元复合体系,并且玻璃纤维/纳米碳酸钙/POE/PP复合体系的性能要优于玻璃纤维/微米碳酸钙/POE/PP复合体系。在本实验中,当玻璃纤维、纳米碳酸钙、POE和PP的质量比大约为15:3:3:20时,复合材料的综合性能最佳:成型收缩率S、S和S分别为0.5%、0.3%和0.14%,分别比纯PP降低了73.1%、84.5%和90.8%;拉伸强度为43.4MPa,比纯PP增大了40.5%;悬臂梁缺口冲击强度为5.7KJ/m,大约是纯PP的4倍。