PP三元复合材料的制备与性能研究

1、毕业论文PP三元复合材料的制备和性能研究材料工程系范孟雪102074126学生名称：学号：高分子材料工程本科：翟燕李7462；专家：导师：二一四年六月诚实的声明本人表示，本论文及其研究是在指导教师的指导下独立完成的，完成论文时使用的所有资料都记载在参考文献中。本人签名：年月日毕业论文的任务书论文主题： PP三元复合材料的制备和性能研究本科：材料工学系专业：高分子材料工学编号： 102074126学生：范孟雪指导教师(包括职务): 翟燕(副教授)、李7462； (副教授)一.课题的意义和目标在PP塑料中，弹性体和刚性粒子的添加对提高材料的韧性和强度是有效的。 用湿式化学修饰纳米CaCO3和玻璃纤

2、维的表面。 研究了POE添加量对纳米CaCO3、玻璃纤维和PP力学性能的影响，确定最佳配方，制备了2种PP三元复合材料，并对2种三元复合材料的各种性能进行了比较分析。2 .主要任务1 )调查相关文献，提出试验方案2 )用湿式化学修饰纳米CaCO3的表面和玻璃纤维的表面3 )通过熔融混合注射成型制造PP/POE、PP/POE/CaCO3和PP/POE/GF复合材料4)PP/POE、PP/POE/CaCO3和PP/POE/GF复合材料的力学性能、热性能、流变能、结晶性能的研究5 )记录实验结果，分析处理实验数据6 )完成毕业论文的撰写。3 .基本要求1 )认真学习有关书籍，查阅中文资料，制定合理的

3、实验研究方案2 )认真进行各环节的实验，制作实验记录，要求实验数据准确可靠3 )好好思考，运用所学的专业知识，解决实验中遇到的问题4 )翻译与本课题相关的英语文献5 )论文写作要求严格遵循材料工程系“本科毕业论文格式要求”。4 .主要参考文献1任显诚、白兰地英、王贵恒.纳米CaCO3粒子增强聚丙烯的研究J .中国塑料，2000，14 (1) :-262杜新胜、吕锋.聚丙烯的研究和进展J .化工中间体，2008(12): 10-143李金钊.玻璃纤维增强PP材料的研制D .工程塑料的应用，1997(3):164钟明强、濮阳楠、益小苏等.短玻璃纤维增强聚丙烯注射压力对微观结构和力学性能的影响J .

4、复合材料学报，2000，17 (4) :-105长寿、王金仁东联.最优化模具生成处理cesofshortglosfirefierrreinforecomporti5 .日程论文各阶段的名称开始日期1查阅资料，完成开题报告书1月3日3月18日2制定实验方案，准备原料3月19日3月25日3纳米CaCO3和玻璃纤维的表面修饰3月26日4月20日4PP复合材料的制备4月21日5月8日5PP复合材料的性能研究5月9日6月3日6写论文和答辩6月4日6月22日审计员：年月日太原工业学院毕业论文PP三元复合材料的制备和性能研究摘要：以聚丙烯(PP )为基质，以弹性体(POE )为耐冲击性改性剂，分别加入改性纳

5、米CaCO3和玻璃纤维(GF )，用熔融挤出法制备了PP/POE/纳米CaCO3和PP/POE/GF两种三元复合材料对其力学性能、结晶性能、热性能、加工流动性进行了比较分析。 结果表明，当PP/POE/纳米CaCO3的配比为100/15/4时，复合材料的冲击强度达到最大值，比单纯的PP提高132%，添加纳米CaCO3对PP晶型的形成有明显的诱导促进作用。 当PP/POE/GF的配比为100/15/30时，复合材料的拉伸强度达到最大值，相对于PP/POE系增加15%的其冲击强度为10.515 KJ/m2，相对于纯PP的6.5 KJ/m2提高了62%的微卡的软化点为156.8关键词： PP、POE

6、、纳米CaCO3、玻璃纤维、性能- 1 -studyonstructionstructurationandpropertionofpternarycompositiescons (pyonstructructAbstract: In this paper， 多边形轮廓(PP ) as the matrix elastomer s (Poe ) asimpactmodifiers是修改的nano-CaCO3 andglasfiber (gf ).then PP/Poe/nano-CAC gftwokindsofternarycompositeserpredatedbymeltextrusion.

7、andcomprativeanalysisofthemechanicaproperties，crystall inity thermal pro processing flow.thersultesshowtheresortiontheratioofpp/Poe/nano-CaCO3 is 100/15/4冲击的强度ofthecomposititymaterreachemaxi theaddcotionofnano-CaCO3 isplayedcertificatentlyinducingrole.whentheratioofpp/Poe/gfis 100/15/30，thetensiless

8、trityreamixi Its impact strength of 10.515 KJ/m2、improved by 62 % relativedtopurepp 6.5 kj/m2、vicat point is 156.8、andhasbeenmimprovedcomparedtopurKey words: PP，POE，nano-CaCO3，玻璃光纤，属性- 2 -目录一开头一1.1聚丙烯11.1.1概要11.1.2改性和研究现状21.2弹性体POE51.2.1概要51.2.2 POE的结构特征61.2.3 POE的性能特性61.3纳米CaCO371.3.1概要71.3.2改性和研究现

9、状81.4玻璃纤维(GF)91.4.1概要91.4.2改性和研究现状91.5选题的意义和目的102实验部112.1实验设备112.2实验原料112.3表面改性122.3.1纳米CaCO3的表面改性122.3.2玻璃纤维的表面改性122.4复合材料的制备132.4.1工艺参数132.4.2处方设计142.5复合材料的性能测试152.5.1力学性能测试152.5.2 X衍射(XRD )测试152.5.3 TG测试152.5.4维卡软化点测试162.5.5熔融指数测定163结果和讨论173.1 PP/POE复合材料的性能研究193.1.1PP/Poe添加量对Poe复合材料拉伸强度的影响183.1.2

10、 POE添加量对PP/POE复合材料的间隙冲击强度的影响183.2 PP三元复合材料的性能研究193.2.1纳米CaCO3和GF添加量对三元复合材料力学性能的影响193.2.2纳米CaCO3和GF对三元复合材料结晶性的影响243.2.3纳米CaCO3和GF对三元复合材料热氧稳定性的影响243.2.4纳米CaCO3和GF对三元复合材料耐热变形性的影响253.2.5纳米CaCO3和GF对三元复合材料熔融指数的影响264结论29参考文献30感谢32.1前言1.1聚丙烯1.1.1的概要聚丙烯(Polypropylene，PP )作为五大通用塑料之一，是聚合了丙烯酸单体的热塑性树脂。 从1950年代末到

11、60年代初，法国、英国、德国、日本等国家的数家聚丙烯相继上市，聚丙烯作为塑料材料的使用量急速增加。 我国聚丙烯产量仅次于聚乙烯和聚氯乙烯，居第三位。 具有价格低廉、来源广泛、合成技术简单、优异的力学性能、耐热性和耐油性等优点，用途非常广泛，已成为通用树脂中发展最广泛的品种。 其成形特性如下(1)化学稳定性： PP具有良好的化学稳定性，除了被浓硝酸、浓硫酸侵蚀外，对其他各种化学试剂也很稳定，但分子量低的芳香族烃、脂肪族烃等使PP软化、膨胀，化学稳定性随着结晶度的增加而提高。 因此，PP适合制造化工管道和零件，其防腐效果良好。(2)物理性能： PP是无毒无味的白色透明高结晶聚合物，是所有塑料中最轻

12、的品种之一，对水特别稳定，水14h的吸水率仅为0.01%。 分子量在约815万之间，成形性好。 但是，由于收缩率大，原壁产品容易凹陷，产品表面光泽好，容易着色。(3)热性能： PP具有良好的耐热性能，熔点在164170之间，产品可在100以上的温度下消毒灭菌。 不受外力，150也不变形。 脆化温度为-35，低于-35时脆化，耐热性差于PE。(4)力学性能： PP，结晶度高，结构规律，具有优良的力学性能，其强度、硬度和弹性高于高密度PE(HDPE )。 特征是耐弯曲疲劳性优异，(7107 )次开关后没有损伤痕，干摩擦系数与尼龙相似，但油的润滑比尼龙差。(5)电性能：聚丙烯具有优异的电绝缘性能，几

13、乎没有吸水，因此其绝缘性能不受湿度的影响，其介电常数高，随着温度的上升而上升，可用于制作受热的电绝缘产品的破坏电压也高，适用于电气零件等耐电压、耐电弧性好，但静电高，与铜的接触容易劣化。(6)耐候性：聚丙烯对紫外线的敏感度高，加入氧化锌硫代丙酸二月桂酯、类似于炭黑式的乳白填充剂等可以改善抗老化性。中国聚丙烯的工业生产从1970年代开始，经过30多年的发展，基本上结合了浆聚合法、液体本体聚合法、气相聚合法等多种生产技术，形成了大中小型生产规模共存的生产结构。 目前，我国的大型聚丙烯生产装置以引进技术为主，中型和小型聚丙烯生产装置以国产化技术为主。 聚丙烯包装材料的占有市场已经大大超过了其他塑料包

14、装材料。 近年来，利用精细化学制品的塑料助剂进行了有效的配方改性，不仅使聚丙烯材料的特性接近其数倍以上的PET的各种性能指数，而且印刷适应性和墨膜的密合性、强度、透明性、光泽性、防湿性、气密性也优于传统的PET。中国的聚丙烯在今后几年产量会大幅增加，但生产还不够，中国已经成为世界上最大的聚丙烯进口国。 但是，由于国内产量迅速增加，进口依存度整体呈下降趋势。 中国聚丙烯在未来几年内，外观消费量仍保持高增长率，进口量增大，聚丙烯产业在中国的前景广阔。聚丙烯具有优异的力学性能、耐热性、电绝缘性等优点，但也有缺点。 最大缺点主要是耐寒性差、低温下容易变脆、成形收缩率大、耐蠕变性差、产品尺寸稳定性差、容易发生翘曲变形的传统工程塑料相比，聚丙烯的耐候性差、耐光性和防老化性差、耐溶剂性差为了提高聚丙烯的性能、延长寿命扩大其应用范围，有必要对聚丙烯进行改性。1.1.2改性和研究现状PP的改性一般分为化学改性和物理改性两种方法。 化学改性主要有交联、共聚、接枝等，主要是通过改变PP分子链的结构来达到改性的目的。 化学修饰的本质特征是PP分子链的结构发生了根本变化，即PP的化学结构发生了变化。 物理改性主要有填