發(fā)布時間：2018-03-15 04:05

  本文選題：硅灰石　切入點：聚丙烯(PP)　出處：《天津科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：聚丙烯(PP)是一種綜合性能優(yōu)良、應(yīng)用廣泛的通用塑料,但由于其存在機械強度低、成型收縮率大、沖擊強度小等缺點,限制了PP在各個領(lǐng)域的拓寬應(yīng)用,為了提高其強度、模量,改善沖擊性能,需對PP進行增強處理。本課題根據(jù)硅灰石獨特的針狀特征,選用四種不同的表面處理方法(如：1.偶聯(lián)劑處理；2.纖維素處理；3.SiO2包覆處理；4.SiO2/偶聯(lián)劑以及SiO2/NCC協(xié)同處理)對硅灰石進行表面處理,并將處理后硅灰石填充到PP中,熔融共混擠出,制備相應(yīng)的PP/硅灰石復(fù)合材料。選用紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)等對處理效果進行表征；借助電子拉力機考察復(fù)合材料的力學(xué)性能；運用差示掃描量熱儀(DSC)、偏光顯微鏡(POM)等測試手段研究了材料的結(jié)晶性能；通過毛細管流變儀分析了體系的流變行為；采用熱失重分析儀(TGA)測定材料熱穩(wěn)定性；此外,還利用SEM觀察了復(fù)合材料的斷面形貌,探討了不同表面處理方法對硅灰石的處理效果,以及硅灰石不同用量對復(fù)合體系結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明：(1) FTIR顯示四種偶聯(lián)劑(KH550、KH570、NDZ-201、DL-411-A)與硅灰石有化學(xué)作用,活化指數(shù)表明偶聯(lián)劑KH570和DL-411-A對硅灰石的處理效果較佳。KH570用量為2.0wt%、DL-411-A用量為1.5wt%時,PP/硅灰石體系的拉伸強度、彎曲強度均達到最大值,且體系的熔體流動性得到改善,綜合性能較好,同時提高了硅灰石在PP基體中的分散及其與PP基體的界面相容性。(2)MCC、NCC的引入使硅灰石顆粒表面羥基增多,比表面積增大；在一定程度上能夠提高復(fù)合體系的剛性和硬度,處理硅灰石與PP基體的界面結(jié)合性較強,改善沖擊韌性；體系熔體粘度隨剪切速率增大而減小,仍為假塑性流體,其熱穩(wěn)定性提高。(3)經(jīng)SiO2包覆處理的硅灰石顆粒表面粗糙,棱角被鈍化,改善了其表面性能；且硅灰石填充復(fù)合材料的球晶尺寸減小,晶核密度提高,復(fù)合體系熔融峰左側(cè)出現(xiàn)了重結(jié)晶峰,SiO2粒子起到了異相成核的作用,同時能夠提高材料韌性和耐熱性能,延緩PP復(fù)合材料的熱分解,改善PP基體的熱穩(wěn)定性。(4)經(jīng)協(xié)同處理后硅灰石表面羥基、表面粗糙程度均較單一處理增加明顯,SiO2/KH570和SiO2/NCC(NCC用量為0.8wt%)兩組處理效果最佳；PP/硅灰石復(fù)合材料拉伸、彎曲和沖擊性能大幅度增加,處理后的硅灰石起到了很好的增強增韌效果,且熔體流動性好,綜合性能最優(yōu)。同時其結(jié)晶過程中球晶細化,晶核數(shù)增加,二者界面結(jié)合強,相容性好,并能夠顯著地延緩PP復(fù)合材料的熱分解,提高其熱穩(wěn)定性。(5)隨著硅灰石用量的增加,PP/硅灰石復(fù)合體系的剛性和韌性下降明顯,硅灰石在PP基體中的分散性變差,對體系的加工流動性影響不大,當(dāng)硅灰石用量為20wt%時,綜合性能最佳。
[Abstract]:Polypropylene (PP) is a kind of general plastics with good comprehensive properties and wide application. However, because of its low mechanical strength, large shrinkage rate and low impact strength, it limits the application of PP in various fields, in order to improve its strength. In order to improve the impact property, the PP should be reinforced. According to the unique needle-like characteristics of wollastonite, Four different surface treatment methods (e.g.: 1. Coupling agent treatment 2. Cellulose treatment 3. Sio 2 / coupling agent and SiO2/NCC synergistic treatment) were used to treat wollastonite. The treated wollastonite was filled into PP and extruded by melt blending. The corresponding PP/ wollastonite composites were prepared. The treatment effect was characterized by FTIR and SEM, and the mechanical properties of the composites were investigated by means of electronic drawing machine. The crystallization properties of the materials were studied by means of differential scanning calorimeter (DSC) and polarizing microscope (POM), the rheological behavior of the system was analyzed by capillary rheometer, the thermogravimetric analyzer (TGA) was used to determine the thermal stability of the materials. The cross section morphology of the composite was observed by SEM, and the effect of different surface treatment methods on wollastonite was discussed. And the effect of wollastonite content on the structure and properties of the composite system. The results show that FTIR shows that four coupling agents, KH550, KH570, NDZ-201Z, DL-411-A) and wollastonite have chemical interaction with wollastonite. The activation index indicated that the treatment effect of KH570 and DL-411-A on wollastonite was better. When the dosage of DL-411-A was 1.5wt%, the tensile strength and flexural strength of PP / wollastonite system reached the maximum value, and the melt fluidity of the system was improved, and the comprehensive properties of the system was better. At the same time, the dispersion of wollastonite in PP matrix and the interfacial compatibility between wollastonite and PP matrix were improved. The introduction of MCCNCC increased the surface hydroxyl and specific surface area of wollastonite particles, and to a certain extent, the rigidity and hardness of the composite system were improved. The interfacial bonding between the treated wollastonite and PP matrix is stronger, and the impact toughness is improved. The melt viscosity decreases with the increase of shear rate and is still a pseudoplastic fluid. The thermal stability of the treated wollastonite particles is increased. 3) the surface of wollastonite particles coated by SiO2 is rough. The angle was passivated to improve the surface properties of the composite, and the spherulite size of wollastonite filled composites decreased, the density of crystal nucleus increased, and the recrystallization peak appeared on the left side of the melting peak of the composite system, and the Sio 2 particles played the role of heterogeneous nucleation. At the same time, it can improve the toughness and heat resistance of the composites, delay the thermal decomposition of PP composites, improve the thermal stability of PP matrix, and improve the hydroxyl groups on the surface of wollastonite after co-treatment. Compared with the single treatment, the surface roughness of the two groups was obviously increased, and the content of Sio _ 2 / KH _ 570 and SiO2/NCC(NCC was 0.8 wt. respectively) the two groups had the best treatment effect, such as tensile, flexural and impact properties, and the treated wollastonite had a very good reinforcing and toughening effect. At the same time, the spherulites were refined, the number of nuclei increased, the interfacial bonding was strong, the compatibility was good, and the thermal decomposition of PP composites could be significantly delayed. With the increase of wollastonite content, the rigidity and toughness of PP / wollastonite composite system decreased obviously, and the dispersity of wollastonite in PP matrix became worse, which had little effect on the processing fluidity of the system. Comprehensive performance is the best.
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ325.14;TB33

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙鴻漢 ,邵樹和;高性能超細針狀硅灰石短纖維[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2002年03期

2 趙紹棠;;硅灰石的合成及其在陶瓷坯料上的應(yīng)用[J];陶瓷;1975年04期

3 劉志賢;張大山;;硅灰石在陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用[J];硅酸鹽通報;1983年04期

4 曾大安;;硅灰石在陶瓷中的應(yīng)用[J];河北陶瓷;1984年03期

5 李國華;;吉林省硅灰石及其加工產(chǎn)品的主要用途[J];建材工業(yè)信息;1985年21期

6 孫祁;;硅灰石的特性與用途的關(guān)系[J];礦物巖石地球化學(xué)通訊;1986年04期

7 李有勤 ,王敏;硅灰石資源的開發(fā)及利用[J];工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟;1987年06期

8 楊雄麟;;一種新興的工業(yè)原料——硅灰石[J];今日科技;1987年12期

9 梁少俊;硅灰石的應(yīng)用與開發(fā)[J];廣西化工;1995年02期

10 L.W.Choate;楊進;;1986年世界硅灰石產(chǎn)銷動態(tài)[J];國外非金屬礦;1988年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 黃翔;江東亮;譚壽洪;常江;;硅灰石生物活性陶瓷的制備[A];第九屆全國生物材料學(xué)術(shù)會議（CBMS-9）論文集[C];2002年

2 沈上越;李珍;劉新海;楊友生;;超細針狀硅灰石的制備及機理研究[A];中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會第十屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

3 林開利;常江;趙莉;杜瑞琳;;不同比例的β-TCP/硅灰石雙相復(fù)合生物陶瓷沉積羥基磷灰石能力的研究[A];第九屆全國生物材料學(xué)術(shù)會議（CBMS-9）論文集[C];2002年

4 魏啟榮;;納米二氧化硅包覆硅灰石新型復(fù)合填料的研制[A];中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會第十屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

5 陳欣欣;朱智敏;;新型磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷/硫酸鈣復(fù)合材料的研究及制備[A];第六次全國口腔修復(fù)學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要匯編[C];2009年

6 蓋國勝;曲迎東;胡小芳;許麗;;沖擊粉碎方式制備大針狀比微細硅灰石粉的研究[A];第六屆全國粉體工程學(xué)術(shù)大會暨2000年全國粉體設(shè)備-技術(shù)-產(chǎn)品交流會會議文集[C];2000年

7 馬云海;佟金;;硅灰石表面改性研究[A];第十二屆全國電子顯微學(xué)會議論文集[C];2002年

8 呂榮俠;袁如宏;胡平;張增民;;硅灰石填充超高分子量聚藝烯的耐磨性能研究[A];第五屆全國摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集（上冊）[C];1992年

9 劉新海;楊友生;沈上越;李珍;李一波;;硅灰石深加工及其在工程塑料中的應(yīng)用[A];第九屆全國粉體工程學(xué)術(shù)會暨相關(guān)設(shè)備、產(chǎn)品交流會論文專輯[C];2003年

10 周景良;蓋秀貞;朱宜;;硅灰石的電子顯微研究[A];第三次中國電子顯微學(xué)會議論文摘要集（二）[C];1983年

相關(guān)重要報紙文章 前8條

1 記者 李曉娜;硅灰石行業(yè)實現(xiàn)整體盈利[N];中國礦業(yè)報;2007年

2 王廣駒;硅灰石消費前景看好[N];中國礦業(yè)報;2010年

3 記者 宋小瑛;針狀硅灰石短纖維熱銷[N];中國建材報;2001年

4 記者 廉士傳;迅速搶占制高點 把硅灰石打造成百億級產(chǎn)業(yè)[N];四平日報;2013年

5 記者 杜一娜;硅灰石造紙新技術(shù)應(yīng)用前景光明[N];中國新聞出版報;2003年

6 新華社記者 楊躍萍 劉遠達;石頭也可用來造紙[N];新華每日電訊;2003年

7 記者 王保純;亞微米重鈣、硅灰石超細粉體投產(chǎn)[N];光明日報;2002年

8 記者楊躍萍、劉遠達;中國實現(xiàn)用礦石造紙[N];人民日報海外版;2003年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 梁李爽;針狀硅灰石表面處理及其聚丙烯復(fù)合材料的研究[D];天津科技大學(xué);2015年

2 張鑫;硅灰石纖維/石膏復(fù)合材料的制備和性能研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2016年

3 馬震;硅灰石填充聚丙烯復(fù)合材料的制備與性能研究[D];東北石油大學(xué);2016年

4 蘇鴻翔;針狀硅灰石的表面活化及填充聚酰胺6研究[D];大連工業(yè)大學(xué);2009年

5 劉sネ，

本文編號：1614330