硫酸鈣晶須的制備及其改性聚丙烯性能的研究
發(fā)布時間：2021-06-29 05:50
在不同反應條件下制備了不同長徑比的硫酸鈣晶須（CSW）,利用硅烷偶聯(lián)劑KH550（相對于CSW質(zhì)量的2%）在110℃下對CSW進行干法改性.以硫酸鈣晶須作為增強改性劑制備了PP/CSW復合材料.力學性能與差示掃描量熱分析（DSC）結(jié)果表明:不同長徑比的CSW對PP的力學性能和結(jié)晶性能均有提高;采用平均長徑比為29的CSW添加劑,當添加的質(zhì)量分數(shù)為20%時,復合材料的拉伸強度、彎曲模量分別比純PP的提高了11%、104%;結(jié)晶溫度比純PP的提高了12℃;幾種CSW對復合材料的熱穩(wěn)定性和耐熱性都有改善,且隨著CSW質(zhì)量分數(shù)的增加,材料的熱穩(wěn)定性和耐熱性提高越顯著.
【文章來源】：華南師范大學學報(自然科學版). 2020,52(02)北大核心
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
無水CSW的XRD譜
由0 mol/L-CSW、0.5 mol/L-CSW、1.0 mol/L-CSW、1.5 mol/L-CSW、2.0 mol/L-CSW的掃描電鏡圖(圖2A～E)和長徑比數(shù)據(jù)(表1)可知，添加低濃度CTAB時，CSW的長度較短，平均長度不超過10μm，長徑比較�。擟TAB濃度達到1.0 mol/L時，CSW的長徑比逐漸增大．在CTAB濃度為1.5 mol/L時，晶須的平均長徑比最大，達到29左右，并且圖2D顯示CSW尺寸均勻，平均直徑為1.5μm．當添加更高濃度的CTAB時，出現(xiàn)部分細短的晶須，整體尺寸分布不均勻，晶須的長徑比也有所下降．說明CTAB作為模板劑，對CSW的長徑比具有很顯著的調(diào)控作用．圖2F是HebeiCSW的電鏡圖，其平均直徑較大(約為2.5μm)，平均長徑比約為24.2.3 復合材料力學性能分析
對復合材料的熱重分析曲線(圖5A)計算一次微分得到圖5B，曲線的峰值對應樣品最大分解速率的溫度Tr-max．各個樣品的分解50%溫度T50%以及Tr-max如表4所示．無水CSW到800℃還未出現(xiàn)分解(圖5A).樣品6～9的數(shù)據(jù)顯示，隨著CSW質(zhì)量分數(shù)的增加，對PP的熱穩(wěn)定性有顯著的提高，復合材料的熱穩(wěn)定性也逐漸提升，復合材料PP/20%-m-1.5 mol/L-CSW的T50%和Tr-max分別升高至302.4、303.9℃，比純PP的T50%和Tr-max分別升高了48.0、40.6℃．由于晶須在PP中形成纖維網(wǎng)，能有效地阻礙聚合物分子在熱狀態(tài)下的運動[19]．相比之下，PP/20%-1.5 mol/L-CSW的T50%和Tr-max均較低(分別為297.3、295.8℃)，這可能與活化有關，與活化的CSW相比，未活化的CSW與基體的相容性差，CSW與基體間有較多空隙，增大了復合材料與氧氣的接觸面積，導致復合材料穩(wěn)定性的降低．4～6號樣品的數(shù)據(jù)顯示，3種自制的CSW對復合材料的熱穩(wěn)定性都有提高，但長徑比相對較小的m-2.0 mol/L-CSW的提高作用小，可能是其直徑較大，與PP基體相容性不夠好，且在相同質(zhì)量分數(shù)條件下，晶須數(shù)量不如m-1.5 mol/L-CSW的多．m-0.5 mol/L-CSW的促進效果比m-2.0 mol/L-CSW的更好，也是相同的原因．
【參考文獻】：
期刊論文
[1]無規(guī)共聚聚丙烯β結(jié)晶改性的研究[J]. 張建軍,王凱,張慧芳. 塑料助劑. 2019(01)
[2]無機填料改性聚丙烯的力學性能研究[J]. 毛佩林. 江西建材. 2018(11)
[3]納米TiO2填充聚丙烯復合材料中β-成核及結(jié)晶行為研究[J]. 王春廣,吳志恩,李敏華,聶偉利. 塑料科技. 2018(07)
[4]PET纖維對β-成核聚丙烯結(jié)晶行為與力學性能的影響[J]. 王春廣,胡娟,駱秋榮,林永森. 塑料科技. 2018(06)
[5]硫酸鈣晶須/PVC硬質(zhì)復合材料性能的研究[J]. 王壽元. 聚氯乙烯. 2017(11)
[6]己二酸/無水硫酸鈣晶須改性PP的等溫結(jié)晶動力學[J]. 聶思,支景鵬,秦軍,呂晴,陳夢瑜. 工程塑料應用. 2017(10)
[7]高熔體強度聚丙烯的制備及其性能[J]. 郭亞光,李彥濤,楊麗庭,張惠,唐梓健,李煦田. 華南師范大學學報(自然科學版). 2017(04)
[8]PP/ABS相容性及其碳酸鈣高填充材料力學性能研究[J]. 童緒文,李彥濤,楊麗庭. 華南師范大學學報(自然科學版). 2014(06)
[9]硫酸鈣晶須改性氟橡膠復合材料的熱穩(wěn)定性[J]. 李輝,褚國紅,施強,耿兵,張書香. 復合材料學報. 2011(04)
[10]聚丙烯/ZnO復合材料的力學性能及熱性能[J]. 張陸旻,戴干策. 華東理工大學學報(自然科學版). 2010(01)
本文編號：3255863
【文章來源】：華南師范大學學報(自然科學版). 2020,52(02)北大核心
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
無水CSW的XRD譜
由0 mol/L-CSW、0.5 mol/L-CSW、1.0 mol/L-CSW、1.5 mol/L-CSW、2.0 mol/L-CSW的掃描電鏡圖(圖2A～E)和長徑比數(shù)據(jù)(表1)可知，添加低濃度CTAB時，CSW的長度較短，平均長度不超過10μm，長徑比較�。擟TAB濃度達到1.0 mol/L時，CSW的長徑比逐漸增大．在CTAB濃度為1.5 mol/L時，晶須的平均長徑比最大，達到29左右，并且圖2D顯示CSW尺寸均勻，平均直徑為1.5μm．當添加更高濃度的CTAB時，出現(xiàn)部分細短的晶須，整體尺寸分布不均勻，晶須的長徑比也有所下降．說明CTAB作為模板劑，對CSW的長徑比具有很顯著的調(diào)控作用．圖2F是HebeiCSW的電鏡圖，其平均直徑較大(約為2.5μm)，平均長徑比約為24.2.3 復合材料力學性能分析
對復合材料的熱重分析曲線(圖5A)計算一次微分得到圖5B，曲線的峰值對應樣品最大分解速率的溫度Tr-max．各個樣品的分解50%溫度T50%以及Tr-max如表4所示．無水CSW到800℃還未出現(xiàn)分解(圖5A).樣品6～9的數(shù)據(jù)顯示，隨著CSW質(zhì)量分數(shù)的增加，對PP的熱穩(wěn)定性有顯著的提高，復合材料的熱穩(wěn)定性也逐漸提升，復合材料PP/20%-m-1.5 mol/L-CSW的T50%和Tr-max分別升高至302.4、303.9℃，比純PP的T50%和Tr-max分別升高了48.0、40.6℃．由于晶須在PP中形成纖維網(wǎng)，能有效地阻礙聚合物分子在熱狀態(tài)下的運動[19]．相比之下，PP/20%-1.5 mol/L-CSW的T50%和Tr-max均較低(分別為297.3、295.8℃)，這可能與活化有關，與活化的CSW相比，未活化的CSW與基體的相容性差，CSW與基體間有較多空隙，增大了復合材料與氧氣的接觸面積，導致復合材料穩(wěn)定性的降低．4～6號樣品的數(shù)據(jù)顯示，3種自制的CSW對復合材料的熱穩(wěn)定性都有提高，但長徑比相對較小的m-2.0 mol/L-CSW的提高作用小，可能是其直徑較大，與PP基體相容性不夠好，且在相同質(zhì)量分數(shù)條件下，晶須數(shù)量不如m-1.5 mol/L-CSW的多．m-0.5 mol/L-CSW的促進效果比m-2.0 mol/L-CSW的更好，也是相同的原因．
【參考文獻】：
期刊論文
[1]無規(guī)共聚聚丙烯β結(jié)晶改性的研究[J]. 張建軍,王凱,張慧芳. 塑料助劑. 2019(01)
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[3]納米TiO2填充聚丙烯復合材料中β-成核及結(jié)晶行為研究[J]. 王春廣,吳志恩,李敏華,聶偉利. 塑料科技. 2018(07)
[4]PET纖維對β-成核聚丙烯結(jié)晶行為與力學性能的影響[J]. 王春廣,胡娟,駱秋榮,林永森. 塑料科技. 2018(06)
[5]硫酸鈣晶須/PVC硬質(zhì)復合材料性能的研究[J]. 王壽元. 聚氯乙烯. 2017(11)
[6]己二酸/無水硫酸鈣晶須改性PP的等溫結(jié)晶動力學[J]. 聶思,支景鵬,秦軍,呂晴,陳夢瑜. 工程塑料應用. 2017(10)
[7]高熔體強度聚丙烯的制備及其性能[J]. 郭亞光,李彥濤,楊麗庭,張惠,唐梓健,李煦田. 華南師范大學學報(自然科學版). 2017(04)
[8]PP/ABS相容性及其碳酸鈣高填充材料力學性能研究[J]. 童緒文,李彥濤,楊麗庭. 華南師范大學學報(自然科學版). 2014(06)
[9]硫酸鈣晶須改性氟橡膠復合材料的熱穩(wěn)定性[J]. 李輝,褚國紅,施強,耿兵,張書香. 復合材料學報. 2011(04)
[10]聚丙烯/ZnO復合材料的力學性能及熱性能[J]. 張陸旻,戴干策. 華東理工大學學報(自然科學版). 2010(01)
本文編號：3255863
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