通用塑料工程化研究.pdfVIP

E一3 玻璃钢学会第十六届全国玻璃钢／复合材料学术年会论文集 2006年 通用塑料工程化研究 李学闵1，苏衍良2，贾衍才2 250022) (1．济南大学，济南 250022；2．山东省塑料研究中心，济南 摘要：对PVC、PE、PP通用树脂进行E玻璃纤维增强、无机纳米粒子改性制备热塑树脂基纳米复合材料， 可在复合材料与树脂成本基本持平的条件下，使复合材料的力学性能比基体树脂提高30一100％。本研究可 为通用塑料工程化探索一行之有效的技术方法。 关键词：通用塑料；工程化；热塑树脂基纳米复合材料；玻璃纤维 经过55年的努力拼搏，我国的塑料工业已从无到有，从小到大，取得了举世瞩目的显著成 就。塑料制品总产量跃居世界第二位，塑料加工技术与装备、塑料产品的种类及应用领域已步 具有价格低、成型工艺方便等特点，其应用领域广泛，但其结构强度、冲击韧性、耐低温性、耐老 化性能均难以满足工程化应用的要求拉J。由于中低档通用塑料产品的重复交叉，盲目过度发 展，而高新技术产品研发迟缓，致使我国的塑料工业在产品结构方面严重地存在着通用塑料产 品多、中低档产品多、高技术含量高附加值产品少，高技术性能产品仍需进口的不良影响…， 亟需改进。按工程塑料一词在“辞海”中定义为工程上应用的一类高分子材料，一般指具有较 高强度和其他特殊性能的塑料。因此，在通用塑料和工程塑料之间不存在分水岭，通用塑料通 过各种技术手段进行增强、改性，可使其性能满足工程应用，也可以变为工程塑料。实施通用 塑料工程化是保证塑料工业发展的康庄大道，已成为业界共识。尤其在全世界树脂价格大幅 度攀升的形势下，更应强调走通用塑料工程化、工程塑料功能化之路。在保持塑料总产量适度 发展的同时，重点增加产品的科技含量，要省能源、省资源、降消耗，在满足市场需求的同时最 大限度地提高材料的经济社会效益。如何提高通用塑料的力学性能是通用塑料工程化的关键 技术之一。笔者通过对PVC、PE、PP 等无机纳米粒子改性，使所制备的热塑树脂基纳米复合材料(nmGRTP)的综合力学性能较基 体树脂大幅度提高，成本与树脂价格基本持平。通用塑料工程化技术具有广阔的推广应用 前景。 1实验部分 1．1 实验用原材料及仪器 有限公司；E玻璃纤维(GF)，无碱玻璃纤维无捻粗纱，泰山玻璃纤维股份有限公司；液体石蜡， 莱阳康德化工有限公司；硅烷偶联剂，KH-550，天津市圣滨化工有限公司；乙醇试剂，纯度 Email：lixuemin23@sina．c栅 208 NOVE 285／75型数控注塑机，意大利新得 厂；SLQ．100型切粒机，常州第二轻工机械V；SERIE XCJ-4 5596型电子万能材料实验机，美国INSTRON公司。 型冲击实验机；INSTRON 1．2工艺流程 如下： 图1 nmGRPVC、nmGRPE、nmGRPP制备工艺流程 1．3实验设计及性能测试 为了有效比较nmGRTP的综合力学性能，选用①纯基体树脂，②树脂中加入占其质量2～ 纤维增强纳米复合材料中的玻璃纤维加入量基本相等，以便有效对比考察纳米粒子对复合材 度为50ram／rain)，冲击性能按GB／T1043．1993测试。 2结果与讨论 2．1基体树脂及其复合材料的力学性能 PVC、HDPE、PP 玻璃纤维增强纳米改性热塑性复合材料(nmGRTP)的拉伸、弯曲、冲击力学性能如表1所示。 表1 PVC、PE、PP基体树脂及其复合材料的力学性能 续表 2．2纳米粒子对基体的增强增韧作用 子对PVC、PE、PP树脂均有一定的增强增韧作用。相对而言，对冲击强度的提高作用最明显， 对弯曲强度的增强作用居中，而对拉伸强度的贡献最小，且呈复合材料拉伸强度随nmCaCO， 含量的增加而降低∞j。对同一种基体树脂，纳米