PPgMAH对PPSiO2纳米复合材料力学性能的影响

收稿日期:2007 11 26;修改稿收到日期:2008 01 20。

作者简介:刘涛,女,硕士研究生,现在青岛科技大学从事高分子材料研究工作。

E mail:liutao20050615@ 。

聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料性能研究刘涛 周琦(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛,266042)摘要:通过熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(nano S iO 2)复合材料,研究了nano SiO 2用量和第3组分聚丙烯接枝马来酸酐(PP g M AH )对材料力学性能的影响。

结果表明,nano S iO 2用量为4份时,材料的力学性能最佳。

对PP,PP/nano S iO 2,PP/nano SiO 2/PP g M AH 复合材料进行DSC 热分析和S EM 照片观察发现,nano S iO 2对PP 基体有异相成核作用,PP g M AH 可以提高nano SiO 2在PP 基体中的相容性。

关键词: 聚丙烯 纳米二氧化硅 聚丙烯接枝马来酸酐 力学性能Research on Properties of PP/Nano SiO 2CompositesLiu T ao Zho u Qi(Key Lab of Rubber Plastics Material and Engineering of Ministry of Education,Qing dao University of Science and T echno logy ,Qingdao ,Shando ng ,266042)Abstract:T he PP/nano SiO 2composite w as m ade by m elting blend process.The m e chanical properties of the PP m atrix w ith varied contents of nano SiO 2and PP g MAH w ere studied.The r esults show that the co mposite w ith 4%nano SiO 2has the best mechanical pro perties.T he micr o structure and pr operties o f PP,PP/nano SiO 2,PP/nano SiO 2/PP g MAH composites w ere studied by differential scanning calorimetry (DSC)and scanning elec tro n micr oscope (SEM ).The analy sis results show that nano SiO 2has a nucleating effect on the cry stallizatio n of PP.SEM analysis show that the compatibility betw een nano SiO 2and PP is im pr oved by PP g M AH.Key words:poly propylene;nano silicon ox ide;po lypr opy lene grafting m aleic anhy dride;mechanical pr operties聚丙烯(PP)是目前世界上广泛应用的五大塑料之一,由于其价格低廉,各方面性能较好,得到了广泛的应用。

PP-g-MAH与PP配比对塑木复合材料性能的影响刘芹;朱娴;包玉衡;雷文【摘要】以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为改性剂,采用挤出成型方法制备聚丙烯(PP)/小麦秸杆(WS)塑木复合材料,并通过电子万能试验机、冲击强度试验机、转矩流变仪和热重分析仪(TG)等研究了PP-g-MAH对复合材料的力学性能、流变性能和热性能等的影响.结果表明:PP/WS复合材料的拉伸强度和弯曲强度随PP-g-MAH含量的增加而增大;冲击强度和起始分解温度的变化趋势都是先增大后减小,当PP-g-MAH的质量分数为20％时,复合材料的冲击强度最大,热稳定性最好;当PP-g MAH的含量逐渐增加时,平衡扭矩值上下波动且范围很小;吸水率的变化趋势是先降低后升高,在PP-g-MAH质量分数为20％时达到最小值.【期刊名称】《现代塑料加工应用》【年(卷),期】2015(027)006【总页数】4页(P17-20)【关键词】塑木复合材料;聚丙烯;麦秸纤维;马来酸酐接枝聚丙烯;力学性能;热性能;流变性能【作者】刘芹;朱娴;包玉衡;雷文【作者单位】南京林业大学理学院,江苏南京,210037;南京林业大学理学院,江苏南京,210037;南京林业大学理学院,江苏南京,210037;南京林业大学理学院,江苏南京,210037【正文语种】中文塑木复合材料作为一种绿色环保型复合材料对解决现在日益突出的资源问题和环境问题具有重要的意义。

国内外对于塑木复合材料的研究已经比较成熟，近年来，很多研究者们在废弃物资源的再利用上做出了积极的努力。

农作物秸秆是一种重要的可再生生物质资源，以其产量大、价格低、可降解等优点受到了广泛的青睐[1-3]。

改善植物纤维与塑料基体间的相容性一直是该类复合材料研究的重点[4-5]。

马来酸酐接枝物是应用非常广泛的一类相容剂。

采用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)逐步取代聚丙烯(PP)的方式制备塑木复合材料PP/小麦结杆(WS)，这在相关文献中还鲜见报道。

聚丙烯酸酯-SiO2纳米复合材料的性能及界面作用研究聚丙烯酸酯/SiO2纳米复合材料的性能及界面作用研究摘要：本文采用聚丙烯酸酯（PAA）和硅酸乙酯（TEOS）通过溶胶-凝胶方法制备了PAA/SiO2纳米复合材料，并通过对该复合材料的性能和界面作用进行研究。

我们发现，通过控制硅酸乙酯的用量和反应时间，可以调控PAA/SiO2复合材料的粒径和分散性。

同时，我们还研究了不同硅酸乙酯浓度下PAA/SiO2复合材料的力学性能、热性能和界面性能，结果表明，适量的硅酸乙酯可以显著增强复合材料的力学性能和热稳定性，改善复合材料的界面性能。

1. 引言纳米复合材料由于其特殊的结构和性能而备受关注，其中SiO2作为重要的纳米填料，被广泛应用于各个领域。

聚丙烯酸酯是一种常用的塑料材料，具有优良的机械性能和耐热性能。

将聚丙烯酸酯与SiO2纳米颗粒组成复合材料，可以充分发挥两者的优点，提高材料的综合性能。

因此，研究PAA/SiO2复合材料的性能及界面作用具有重要的理论和实际意义。

2. 实验方法本实验采用溶胶-凝胶方法制备了不同硅酸乙酯含量的PAA/SiO2纳米复合材料。

首先，将聚丙烯酸酯溶解在甲基异丙醇（IPA）中，得到PAA溶液。

同时，在无水乙醇中加入一定量的甲酸水合硅酸乙酯（TEOS）溶液，并搅拌均匀。

随后，将PAA溶液慢慢滴加到TEOS溶液中，同时加入一定量的氨水作为催化剂。

接着，将反应溶液置于恒温恒湿条件下反应一定时间，得到PAA/SiO2纳米复合材料。

最后，将所得的复合材料进行干燥和热处理，得到最终的样品。

3. 结果与讨论我们通过扫描电子显微镜（SEM）观察了不同硅酸乙酯浓度下PAA/SiO2复合材料的微观形貌。

结果显示，随着硅酸乙酯浓度的增加，复合材料的粒径逐渐增大，分散性逐渐降低。

这是由于硅酸乙酯作为纳米填料，随着其浓度的增加，颗粒间的相互作用加强，导致复合材料的粒径增大和分散性变差。

为了研究不同硅酸乙酯浓度下PAA/SiO2复合材料的力学性能，我们进行了拉伸实验。

复合材料学报第24卷 第6期 12月 2007年A cta M ateriae Co mpo sitae SinicaV o l 124N o 16December2007文章编号:1000-3851(2007)06-0019-07收稿日期:2007-03-27;收修改稿日期:2007-06-15基金项目:北京市教育委员会共建项目建设计划资助项目(JD100060518)通讯作者:沈志刚,教授,主要研究方向为微纳米颗粒的制备与应用研究 E -mail:s hen zhg@微纳米SiO 2/PP 复合材料增强增韧的实验研究郑艳红,蔡楚江,沈志刚*,麻树林,邢玉山(北京航空航天大学北京市粉体技术研究开发重点实验室,北京100083)摘 要: 为了研究无机刚性颗粒对通用塑料聚丙烯(P P)的力学性能的影响,采用熔融共混方法制备了经硅烷偶联剂A-151处理的SiO 2/PP 复合材料,并通过其缺口冲击、拉伸、弯曲试验和冲击断面的形貌观察,分析研究了微纳米SiO 2颗粒大小、填充量、表面改性以及不同颗粒大小SiO 2混合物对PP 复合材料增韧、增强效果的影响。

实验结果表明:纳米SiO 2的加入可以同时改善其韧性、刚性和强度;填充量相同,颗粒越细,SiO 2/P P 复合材料的力学性能越好。

SiO 2经改性后填充到PP 基体中,明显改善了颗粒在基体中的分散性及基体与颗粒之间界面结合性能,使复合材料的综合力学性能得到提高。

不同颗粒大小的SiO 2混合后填充到PP 基体中,混合SiO 2的协同效应使复合材料拉伸、弯曲性能进一步提高,对P P 基体具有更好的增强效果,但其冲击性能下降。

关键词: SiO 2;PP;力学性能;复合材料中图分类号: T B332;T Q325.1+4 文献标志码:AToughening and strengthening of micro -and nano -S iO 2/PP compositesZH ENG Yanho ng ,CAI Chujiang,SH EN Zhigang *,M A Shulin,XING Yushan(Beijing K ey L abo rato ry for Pow der T echno log y R esear ch and D ev elo pment,Beijing U niver sity o f Aer onaut ics and Astr onaut ics,Beijing 100083,China)Abstract: In o rder to investig ate the mechanical pr operties of co mmercial plastic polypro py lene (PP )r einforced wit h ino rg anic rig id particles,t he PP com posite mater ial filled w ith the surface-mo dified silica par ticles by silane co upling ag ent A-151was prepared by the melt blending method.T he effects of the par ticle size,mass f raction o f silica,sur face mo dificatio n of silica and mix ture of the silica par ticles w ith different sizes o n the toug hening and st reng thening of PP matr ix w ere inv est igated based on the r esults of mechanical pro per ties testing and the obser vation of the impact f racture sur face mo rpholog y of the composites.T he r esults show that the toughness,st reng th and rigidit y of the composites can be impro ved simultaneously by f illing nano silica particles into po ly pr opylene.T he finer the size of the part icles is,the hig her the mechanical pro per ties of the composit es are.When the modified silica pa rticles ar e filled into PP,the disper sion o f the silica in P P mat rix and the compatibility betw een the silica and matr ix are impro ved,and the mechanical pr operties o f the com posites ar e impro ved.T he co mpo sites reinfor ced w ith the mix tur e of the silica par ticles w ith different sizes have hig her tensile and flex ural pr operties.T he mix tur e has a better reinfor cing effect on PP matr ix ,but t he impact propert y of the co mpo sites decreases.Keywords: silica;P P;mechanical pro per ties;composites聚合物材料的增强增韧一直是高分子材料领域备受关注的一个重要问题。

PP/纳米SiO2复合材料的研究摘要：通过熔融共混法制备了PP/纳米SiO2复合材料。

研究了纳米SiO2用量对PP基体性能的影响。

通过力学性能测试、DSC热分析和SEM照片观测对PP/纳米SiO2复合材料的结构和性能进行了系统地研究。

结果表明：当纳米SiO2含量为2%时，PP/纳米SiO2复合材料的综合力学性能最好。

DSC表明，纳米SiO2对PP基体有异相成核作用。

SEM电镜分析得出，经表面改性的纳米SiO2均匀地分散于PP 基体中，从而起到良好的改性作用。

关键词：聚丙烯; 纳米SiO2;力学性能聚丙烯(PP)作为通用塑料，由于冲击强度低、耐低温韧性差、制品成型收缩率大等原因，限制了其进一步的使用和发展。

近年来对PP改性的研究较多，大部分在PP增韧方面有了突破性进展，但在冲击韧性得到改善的同时却以牺牲其他方面性能作为代价，如强度[1]。

有关无机纳米级粒子填充聚合物的理论和应用研究[2-8]表明，无机纳米粒子可同时增强、增韧聚合物。

然而纳米粒子具有较高的表面能而极易团聚，而且与PP基体的极性相差大，相容性差，从而大幅度劣化PP复合材料的物理机械性能。

目前提高纳米粒子在干态下的分散性，使其更均匀地分散在聚合物基体中成为无机纳米粒子改性PP研究的又一热点[9,10]。

本文通过力学性能测试、DSC热分析和SEM照片观测对PP/纳米SiO2复合材料的结构和性能进行了系统性的研究。

1 实验部分1.1 主要原料聚丙烯（PP）, T30S，独山子石化公司；纳米SiO2 (平均粒径20nm)，浙江舟山纳米材料股份有限公司；硅烷偶联剂(KH560)，杭州沸点化工有限公司。

1.2主要仪器和设备同向双螺杆混炼挤出机（TSE-40A），南京瑞亚高聚物设备有限公司；塑料注射成型机（CJ80MZ-NCⅡ），震德塑料机械厂有限公司；液晶式摆锤冲击试验机（ZBC-4B），深圳市新三思计量技术有限公司；微机控制电子万能试验机（WDW-10C），上海华龙测试仪器公司；扫描电子显微镜（KYKY-2800B SEM），北京中科科仪技术发展有限责任公司；差示扫描量热仪（DSC Q10），TA Instruments。

第26卷第8期高分子材料科学与工程Vol.26,No.8 2010年8月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERINGAug.2010聚丙烯/聚乙二醇改性蒙脱土纳米复合材料的力学和流变性能朱世鹏,陈金耀,李惠林,曹 亚(高分子材料工程国家重点实验室,四川大学高分子研究所,四川成都610065)摘要:通过熔融插层法制备了聚丙烯/蒙脱土(P P/M M T )纳米复合材料。

利用X 射线衍射(XRD)和透射电镜表征了PP/M M T 纳米复合材料的插层结构。

XRD 结果表明,经过聚乙二醇(PEG )处理的蒙脱土层间距增大;透射电镜(T EM )照片显示,蒙脱土在P P 基体中达到纳米级分散,且分散均匀。

PP/M M T 纳米复合材料力学性能得到较大提高。

加入5份改性M M T 时,复合材料的缺口冲击强度和断裂伸长率分别从纯PP 的3 93kJ/m 2、74.46%提高到9 95kJ/m 2、220.66%。

动态流变性能测试结果表明,M M T 的加入降低了PP 的复数黏度( *)、储能模量(G )和耗能模量(G )。

关键词:聚丙烯;蒙脱土;聚乙二醇;纳米复合材料;力学性能中图分类号:T B383 文献标识码:A 文章编号:1000 7555(2010)08 0027 04收稿日期:2009 04 29基金项目:国家基础研究专项经费资助项目(2005CB623800),教育部新世纪人才支持计划(NCET 10 0562)通讯联系人:李惠林,主要从事高分子共混和复合材料研究, E mail:nic7703@聚丙烯(PP)作为最常用的通用塑料之一,具有较优良的综合性能。

但是,与传统工程塑料相比,其强度较低,收缩率大。

聚丙烯/蒙脱土复合材料体系中,经过表面化学修饰的层状硅酸盐材料(有机蒙脱土)在PP 基体中形成插层或剥离结构,达到纳米分散水平,使材料的力学性能得到改善。

为了进一步拓宽PP 树脂应用领域,尤其是用于生产薄壁家用电器和汽车配件,不仅要求聚丙烯专用料具有较高韧性,还要求有较高的流动性,以缩短循环周期、降低能耗[1~3]。

测仪器有限公司；冲击试验机：型号XJU-22，北京金盛鑫检测仪器有限公司；计算机控制电子万能试验机：WSM-20KN型，长春市智能仪器设备有限公司；扫描电子显微镜：S530型，日立公司产。

1.3 试样制备将硅烷偶联剂KH-550和无水乙醇按1∶3的比例配置成稀溶液，并用冰醋酸调节使其PH值为4～5，备用。

将已干燥的微晶白云母粉加入质量为微晶白云母1.7%的硅烷偶联剂溶液中，放入高速搅拌机中高速混合30min后，在110℃下干燥3h。

使用质量分数为纳米SiO 24.1%的硅烷偶联剂对纳米SiO 2进行表面处理，并在110℃下干燥3h。

先将PP与10%的PE-g-MAH进行初步混合，分别与微晶白云母、纳米SiO 2/微晶白云母按比例充分混合后，在双辊混炼机上混合熔融，混炼时间约10min。

然后在平板硫化机上，用相应的拉伸和冲击模框将制好的复合材料冷热压成型。

最后，在切片机上切出标准测试样条。

1.4 性能测试拉伸试验：按GB/T 1040-92进行，测试样采用Ⅱ型试样，试验速度50mm/min。

冲击试验：按GB/T 1843-1996进行，试样为有缺口标准试样。

试样缺口形状选择A型缺口。

材料断面形貌分析：将材料的新鲜冲击断面保存好，喷金，用扫描电镜观察。

2 结果与讨论2.1 PP基微晶白云母复合材料的力学性能图1为微晶白云母用量与PP/微晶白云母复合材料拉伸强度的关系，从图(硅烷偶联剂KH-550用量：1.7%；PE-g-MAH用量：10%)中看出，随着微晶白云母含量的增加，微晶白云母/PP复合体系的拉伸强度呈现出先增加后减少的趋势。

当微晶白云母的含量为35%时，复合材料的拉伸强度出现最大值，其值为40.515MPa，比纯PP的30.085MPa增加了10.43MPa，增幅约为35%。

这是由于微晶白云母本身的强度和刚性很大，又有较大径厚比，能对PP起到二维增强的作用。

图2为微晶白云母用量与PP/微晶白云母复合材料缺口冲击强度的关系，从图(硅烷偶联剂KH-550用量：1.7%；PE-g-MAH用量：10%)中可以看出，随着微晶白云母含量的增加，微晶白云母/PP复合材料的缺口冲击强度呈现先增加后减小的趋势。

《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》篇一水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究一、引言随着科技的不断进步，复合材料在众多领域得到了广泛的应用。

其中，水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料因其优异的物理性能和良好的加工性能，在涂料、胶粘剂、塑料等领域具有广泛的应用前景。

然而，这种复合材料在长期使用过程中，由于受到外部环境的影响，会出现老化现象，导致性能下降。

因此，研究其制备工艺及老化性能具有重要意义。

本文将重点探讨水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的制备方法，并对其老化性能进行深入研究。

二、水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料制备1. 材料与试剂制备水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料所需的主要原料包括水性聚氨酯、纳米SiO2、溶剂等。

这些原料需符合相关标准，以确保最终产品的质量。

2. 制备方法（1）将纳米SiO2与溶剂混合，进行预处理，以提高其分散性和相容性。

（2）将预处理后的纳米SiO2与水性聚氨酯混合，通过机械搅拌和超声分散等方法，使两者充分混合。

（3）将混合物进行脱泡处理，以去除其中的气泡。

（4）将脱泡后的混合物倒入模具中，进行固化处理，得到水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料。

三、老化性能研究1. 老化实验方法为研究水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的老化性能，我们采用加速老化实验方法。

将制备好的复合材料样品置于不同温度、湿度和光照条件下，模拟实际使用环境。

通过定期检测样品的性能变化，评估其老化程度。

2. 性能检测指标（1）力学性能：通过拉伸试验和硬度测试等方法，检测复合材料的力学性能变化。

（2）表面性能：通过观察样品的表面形貌、颜色变化等，评估其表面性能的变化。

（3）化学性能：通过化学分析方法，检测复合材料在老化过程中化学结构的变化。

3. 结果与讨论（1）力学性能分析：随着老化时间的延长，复合材料的拉伸强度和硬度逐渐降低，但添加纳米SiO2的复合材料相较于纯水性聚氨酯材料，其力学性能保持时间更长。

纳米SiO2增强增韧聚丙烯的研究石　璞,晋　刚,吴宏武,瞿金平,何和智(华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心,广东广州510640)摘　要:通过熔融共混法制备了SiO2分散很好的聚丙烯/纳米SiO2复合材料。

力学性能测试结果表明,当使用2份纳米SiO2时,聚丙烯/纳米SiO2复合材料的力学性能最优:与纯PP相比,V形缺口冲击强度提高了90%,弯曲强度提高了23%,拉伸强度提高了5%;成型收缩率增大,这是由于大量分散于PP中的超细SiO2使PP晶体变小引起的。

关　键　词:纳米二氧化硅;聚丙烯改性;增强增韧;熔融共混中图分类号:TQ325.1+4 文献标识码:B 文章编号:1001Ο9278(2002)01Ο0037Ο04 聚丙烯(PP)是一类应用范围很广的通用塑料,其拉伸强度、屈服强度、表面硬度及弹性模量均较优异,并有突出的耐环境应力开裂性和耐磨性,但是聚丙烯也存在成型收缩率高,缺口冲击强度低,韧性差,易老化等缺点。

因此在应用范围上,尤其是作为结构材料和工程塑料应用受到很大的限制。

近年来,PP的改性已成为使其工程化、功能化、精细化的重要手段。

但是单纯的共混、接枝、相容剂等改性技术有一定的局限性,不可能同时增强增韧PP。

近年来国内外开始了关于纳米级粒径无机填料填充聚合物的基础理论和应用研究,包括用蒙脱土、TiO2、CaCO3等纳米微粒填充PP 的研究[1～5]。

不过由于无机纳米粒子同PP极性差异较大,二者相容性很差;而且纳米粒子由于表面能高而极易团聚,所以很难得到分散好、团聚少、性能优异的复合材料。

本文根据纳米SiO2的表面特征采用了适当的纳米粒子表面预处理法,通过熔融共混制备了性能较好的PP/纳米SiO2复合材料。

1　实验1.1　主要原材料聚丙烯(PP):挤出级,广州石化公司;纳米SiO2:工业品,浙江舟山明日纳米材料公司;表面处理剂B(复合偶联剂),实验室合成制品;其它试剂:市售。

1.2　主要设备双螺杆挤出机,江苏科亚公司TE系列;通用注塑机,顺德震德公司;收稿日期:2001Ο11Ο24基金项目:国家863计划资助项目透射电镜,日本日立J EOL-100CXⅡ型;傅立叶红外仪,美国Nicolet670型;万能拉力机,美国Instron5566型;扫描电镜,日本日立HITACHI S-550型。

PEGMA改性的光固化⽔性聚氨酯_⼆氧化硅纳⽶复合体系第28卷第11期⾼分⼦材料科学与⼯程Vol.28,N o.112012年11⽉POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERINGNo v.2012PEGMA 改性的光固化⽔性聚氨酯/⼆氧化硅纳⽶复合体系张胜⽂,赵杰,唐丹丹,孟龙,叶涛,杨刚(江南⼤学⾷品胶体与⽣物技术教育部重点实验室,化学与材料⼯程学院,江苏⽆锡214122)摘要:采⽤⽔溶性⼤分⼦单体(PEG MA )改性纳⽶⼆氧化硅⽔溶胶(R301-PEG MA ),并通过反相乳液法制备光固化⽔性聚氨酯纳⽶复合乳液。

R301-PEGM A 的引⼊使得复合乳液的粒径和黏度明显增⼤,透射电镜(T EM )、扫描电镜(SEM )和原⼦⼒显微镜(AF M)对复合膜微观结构的分析表明,改性纳⽶⼆氧化硅均匀分散在聚氨酯基体和涂层表⾯,动态⼒学分析表明,改性纳⽶⼆氧化硅可显著提⾼复合膜储存模量,并且tan D 峰出现明显宽化现象,说明R301-P EGM A 与聚氨酯之间存在很强的相互作⽤。

关键词:紫外光固化;⽔性聚氨酯;纳⽶⼆氧化硅;膜性能中图分类号:T B383 ⽂献标识码:A ⽂章编号:1000-7555(2012)11-0067-05收稿⽇期:2012-02-05基⾦项⽬:国家⾃然科学基⾦资助项⽬(51003041);中央⾼校基本科研业务费专项资⾦资助(JUS RP11004)通讯联系⼈:张胜⽂,主要从事聚合物乳液及涂料⽅⾯的研究,E -mail:zsw0825@/doc/7b36e326dd3383c4bb4cd2d8.html紫外光固化⽔性聚氨酯乳液(WUPU )具有综合性能好、⾼效、节能、环保、安全卫⽣等优点,近年来受到国内外研究⼈员的⼴泛关注[1~3]。

但是光交联乳胶膜的⼒学性能等⽅⾯还不能与传统交联型聚氨酯相媲美,因⽽限制了其涂膜的⼴泛应⽤。

光固化有机-⽆机纳⽶复合乳液综合了有机、⽆机和纳⽶材料的特性,是制备⾼性能、功能性乳液⾮常有前途的⽅法。