聚丙烯／有机蒙脱土纳米复合材料的流变行为水.pdf

维普资讯 华 南理 工 大 学 学报 (自然科 学版 ) 第 34卷第 1期 JournalofSouthChinaUniversityofTechnology V0l_34 No，1 2006年 1月 (NaturalScienceEdition) January 2006 文章编号：1000—565X(2006)01．0105．05 聚丙烯／有机蒙脱土纳米复合材料的流变行为水 丁 超 贾德民 何 慧 郭宝春 李慧勇 颜 莉 (华南理工大学材料科学与工程学院，广东广州510640) 摘 要：以聚丙烯固相接枝共聚物为界面改性剂制备了聚丙烯／有机蒙脱土纳米复合材 料．用透射电镜表征了纳米复合材料的结构，研究了接枝物对纳米复合材料动态流变行为 的影响，以及流变行为与温度的关系，结果表明：与纯聚丙烯相比，纳米复合材料具有较高 的动态弹性模量、损耗模量和复合粘度，力学损耗因子则降低，纳米复合材料的复合粘度 对温度的敏感性略高于聚丙烯；界面改性荆的加入增强了有机蒙脱土与聚丙烯的界面作 用，与聚丙烯相比，纳米复合材料的流动活化能提高约 15％，结晶峰温度提高l0K左右． 关键词：聚丙烯；有机蒙脱土；纳米复合材料；流变行为 中图分类号：TB332；O631．2 文献标识码：A 聚合物／有机蒙脱土纳米复合材料是 目前聚合 团及长的接枝支链 ，从而具有更好的界面改性效果． 物复合材料的一个研究热点¨ ．Giannelis等人 ] 在先前的研究中，笔者以这种聚丙烯固相接枝物作 发现，聚合物可以通过熔融插层进入蒙脱土层间形 为界面改性剂，制得了高性能的聚丙烯／有机蒙脱土 成纳米复合材料，从而使纳米复合材料的制备工艺 纳米复合材料 J． 具有工业化的可能性． 流变性能是聚合物加工过程的一个重要因素， 聚丙烯(PP)是一种典型的非极性聚合物，由于 研究聚合物复合材料的流变行为有助于了解聚合物 其与蒙脱土的极性相差太大，同时熔体粘度大，即使 的结构与成型加工条件．目前关于聚丙烯／有机蒙脱 使用有机改性的有机蒙脱土仍然难以通过熔融插层 土纳米复合材料流变行为的研究不多 ．本文研 法制备稳定的纳米复合材料．为了制备性能优 良的 究了用聚丙烯多单体固相接枝物作为界面改性剂的 聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料，往往需要使用界面改 聚丙烯／有机蒙脱土纳米复合材料的结构与流变行 性剂．目前最常用的一种界面改性剂是聚丙烯与马 为的关系． 来酸酐的接枝共聚物(PP—g—MAH)，其接枝率通常 1 实验 在 1％以下，且 MAH仅以单分子或短支链存在，因 而界面改性效果的进一步提高受到限制．本实验室 1．1 主要原材料 开发的聚丙烯与多单体固相接枝共聚物的接枝率通 聚丙烯，牌号F401，粉料，广州银珠聚丙烯有限 常可以达到 10％以上 J，因此，与PP—g-MAH比较， 公司产品；聚丙烯与甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐、丙 在添加相同质量份数的情况下，含有更多的极性基 烯酸丁酯三单体固相接枝共聚物(PP-g—MMA／MAH／ BA，简称TMPP)，按照文献[4]的方法制备，接枝率 10．2％，酸值30．1(用每克样品消耗的KOH的毫克数 收稿 日期：2005-02—18 表示)；蒙脱土 (MMT)，广东南海无机矿产公司产 基金项目：国家 自然科学基金资助项目