改性聚丙烯（PP）的结晶、相态、流变和力学性能研究-高分子化学与物理专业论文.docxVIP

摘 摘 要 河北大学理学硕士学位论文 河北大学理学硕士学位论文 PAGE PAGE 1 2 2 摘 要 聚丙烯(PP)是目前世界最广泛应用的几大塑料品种之一 但由于其低温抗冲性能差 和室温缺口敏感性大而限制了其在某些方面的应用 提高 PP 的韧性是目前对其进行改 性的重要课题之一 PP 通过和弹性体 如乙丙胶 特别是三元乙丙橡胶共混以改善其 抗冲性能是目前广泛采用的方法 然而它们在提高材料韧性的同时 往往伴随材料刚性 的大幅降低 而且它们多为弹性块状体 与 PP 共混工艺复杂而限制了其广泛使用 本 文以新材料领域中的 PP-R mPE 纳米 SiO2 和纳米 TiO2 作为 PP 的增韧改性剂 对改 性后 PP 的结晶 相态 流变和力学性能进行了较为深入的研究 旨在为 PP 提供更有 效的增韧改性方法 以及为共混物的组成和加工提供理论依据 一 对 PP/PP-R 体系 研究结果表明 PP-R 用量为 30%时 共混物的抗冲强度提 高一倍以上 而抗张强度保持率大于 90% PP/PP-R 共混物熔体属假塑性流体 熔体粘 度随 PP-R 含量的增加逐渐增大 PP 和 PP-R 有好的相容性和共结晶能力 少量 PP-R(≦ 20wt.%)的加入未改变 PP 的结晶机理 提高了其结晶速率 共混物的总结晶度随 PP-R 含量的增加而下降 对相态的研究结果表明 PP-R 的加入严重影响了 PP 球晶的形态和 尺寸 使其由结构完善的球晶逐渐转变为细小的 结构有严重缺陷的球晶 并且球晶的 尺寸随 PP-R 含量的增加急剧减小 二 对 PP/mPE 体系 研究结果表明 填充 25%的 mPE 就可使 PP 的抗冲强度提高 一倍以上 抗张强度保持率仍大于 85% 而在此填加量下共混物熔体仍具有较好的流动 性 从而有利于 PP 的挤出和注塑成型 PP 和 mPE 有一定程度的相容性 添加 mPE 未 改变 PP 的结晶机理 但提高了结晶速率 共混物的总结晶度随 mPE 含量的增加而下降 对相态的研究结果表明共混物中分散相的尺寸随 mPE 添加量的增加而逐渐增大 同时 mPE 的加入使 PP 球晶的形态和尺寸发生了很大的变化 使其逐渐由结构完善的球晶转 变为细小的 结构有严重缺陷的球晶 并且球晶的尺寸随 mPE 含量的增加急剧减小 三 对 PP/纳米 SiO2 和 PP/纳米 TiO2 体系 研究结果表明 添加 4wt.%纳米 SiO2 或纳米 TiO2 对 PP 的抗冲强度有改善作用 而对其抗张强度影响不大 复合材料的熔体 粘度随纳米材料含量的增加逐渐增大 但增加值较小 纳米 SiO2 的加入提高了 PP 的结 晶温度和结晶速率 总结晶度也有较小幅度的增加 纳米 TiO2 的加入 由于其优异紫 外线屏蔽作用 使材料的抗紫外老化性能得到明显改善 关键词: 聚丙烯(PP) 无规共聚聚丙烯(PP-R) 茂金属聚乙烯(mPE) 纳米 SiO2 纳 米 TiO2 非等温结晶动力学 相态 流变行为 力学性能 Abstract Polypropylene (PP) is one of the most widely used polyolefin polymers, but it’ s application in some fields are limited due to its low fracture toughness at low temperature and a high notchsensitivity at room temperature. Compounding PP with a dispersed elastomeric phase [e.g., ethylene-propylene rubber(EPR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM)] is widely practiced, because the rubber can increase the overall toughness of the PP matrix. But the addition of elastomers often takes negative effects on some properties of PP, such as stiffness and hardness. Moreover, EPR or EPDM is elastic lump, it’ s processing technology when blending with PP, such as extrusion, injection molding, etc., is complicated. In this s