具有核-壳结构的丙烯酸酯接枝弹性体的制备及其与聚氯乙烯的共混改性

以丙烯酸正丁酯为聚合单体，采用乳液聚合法制备了大粒径交联聚丙烯酸酯胶乳，以其作为接枝主干物，与丙烯腈、苯乙烯进行接枝聚合，得到具有核-壳结构的丙烯酸酯接枝弹性体。用其与聚氯乙烯（PVC）树脂进行共混改性，考察了丙烯酸酯接枝弹性体对PVC／丙烯酸酯接枝弹性体共混物综合性能的影响。结果表明，当该共混物质量比为75／25时，其抗冲击强度约为PVC树脂的8倍，而其他性能比PVC树脂的略有提高。

具有核壳结构的AAS接枝弹性体对聚氯乙烯树脂的共混改性

丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物(AAS树脂)又称ASA树脂即一种耐候型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂),是一种新型树脂及高效树脂改性剂。本文采用乳液接枝——树脂共混法制备AAS树脂工艺:以丙烯酸丁酯为聚合单体,采用乳液聚合方法制备大粒径交联聚丙烯酸酯胶乳,以其作为接枝主干物,与共聚单体进行接枝聚合,再进行凝聚、洗涤、干燥,得到具有核壳结构的AAS接枝弹性体。之后,将AAS接枝弹性体与聚氯乙烯(PVC)树脂、各种助剂掺混挤出造粒制备PVC/AAS合金,并进行了共混改性研究,考察了AAS接枝弹性体对该共混物性能的影响。从而得出了制备AAS接枝弹性体以及PVC/AAS合金的最佳条件。结果表明AAS接枝弹性体能够大大提高PVC树脂的冲击强度。

正交试验法对3D打印用杨木粉-马来酸酐接枝弹性体共混改性PLA线材工艺优化的应用

以杨木粉、聚乳酸(PLA)颗粒和马来酸酐接枝聚烯烃热塑弹性体为原料,采用正交试验法对杨木粉-弹性体共混改性PLA线材的挤出工艺进行优化。以杨木粉粒径、木粉含量、挤出温度、挤出速度为自变量影响因子,以最大弯曲应力、弹性模量、拉伸断裂强度和断裂伸长率为考察对象,考察工艺条件对3D打印用杨木粉和POE-g-MAH共混改性PLA复合材料力学性能的影响,从而确定最优工艺条件为:杨木粉的粒径为200目、杨木粉的含量为10%、拉丝温度为150℃、拉丝速度40 r/min,经过单因素试验验证,正交试验直观分析与单因素试验结果趋势一致。表明正交试验分析可用于杨木粉-弹性体共混改性PLA线材工艺的优化。

马来酸酐接枝热塑性弹性体在PP/PA6共混物中的作用

研究了马来酸酐接枝热塑性弹性体 (TPEg )作为增容剂对聚丙烯 (PP) 尼龙 6 (PA6 )共混体系的相容性、相态以及物理力学性能的影响 .研究结果表明TPEg的加入大大改善了PP PA6共混体系的相容性 ,且随TPEg含量的增大分散相粒径明显降低 ,共混物的韧性以及延展性大大提高 ,同时拉伸强度及模量仍保持较好的水平 .TPEg增容的PP PA6共混物的非等温结晶行为的研究表明 ,共混物中PP和PA6的结晶行为不同于各自纯的聚合物 ,PA6作为成核剂使PP的结晶温度提高 ;而PA6由于TPEg的加入 ,出现分级结晶现象 ,一级结晶温度略低于纯PA6的结晶温度 ,且随TPEg含量增大结晶受阻 ,二级结晶温度与PP的接近 .由于PP、PA 6以及TPEg之间存在较强的相互作用 ,三元共混物中PP及PA6的玻璃化转变温度分别较其纯聚合物升高 .基于上述结果 。

两种弹性体接枝物对PA6/Mg(OH)_2复合材料性能的影响

将Mg(OH)2、弹性体接枝物、抗氧剂与尼龙6(PA6)共混制得阻燃PA6/Mg(OH)2复合材料,探讨了两种弹性体接枝物对PA6/Mg(OH)2复合材料力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,加入弹性体接枝物A比加入钛酸酯偶联剂可以明显提高PA6/Mg(OH)2复合材料的阻燃性能和某些力学性能。Mg(OH)2用量为20%时,加入弹性体接枝物A的复合材料的极限氧指数可达到38.4%;缺口冲击强度和断裂伸长率比加入钛酸酯偶联剂时分别提高了64.6%和172.4%。

聚乳酸/聚烯烃弹性体共混体系的发泡行为

为研究聚乳酸(PLA)共混体系的界面相互作用对发泡材料泡孔结构的影响,选择聚烯烃弹性体(POE)和马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)分别与PLA共混,制备PLA/POE和PLA/POE-g-MAH共混物,然后利用釜压发泡,制备共混体系发泡材料。首先,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了POE和POE-g-MAH在PLA中的分散情况;然后,利用旋转流变仪研究了PLA/POE和PLA/POE-g-MAH共混体系的流变行为;最后,利用SEM研究了PLA/POE和PLA/POE-g-MAH共混体系发泡材料的泡孔结构,通过测试样品发泡前后的密度计算了膨胀倍率,并探讨了界面相互作用对泡孔结构的影响。结果显示,随着弹性体含量增加,POE和POE-g-MAH的相区尺寸都随之增大,后者的相区尺寸较小;POE和POE-g-MAH含量增加,体系的复数黏度和储能模量也都增大,由于后者与PLA的界面相互作用更强,因此其体系复数黏度和储能模量增大得更显著;当弹性体质量分数为10%和20%时,POE的加入可增强体系的气泡异相成核,因此形成的泡孔尺寸较小,而POE-g-MAH的加入有利于泡孔生长,因此形成的泡孔尺寸较大;在90℃发泡后,PLA/POE-g-MAH10和PLA/POE-g-MAH20发泡材料的膨胀倍率比PLA/POE10和PLA/POE20的更大。

马来酸酐接枝热塑性弹性体的制备及其对PA6力学性能的影响

选用相同熔融指数的POE和EPDM通过双螺杆挤出机,熔融接枝制备了三种增韧剂:POE-g-MAH、EPDM-g-MAH和(POE/EPDM)-g-MAH,相对接枝率范围0.269%~0.275%。按增韧剂添加量为15%,将三种增韧剂与纯PA6共混挤出,制备了增韧PA6。主要研究了三种增韧剂对PA6力学性能的影响,结果表明:增韧剂添加量为15%,增韧PA6的MFR大幅度降低,相对接枝率较高的EPDM-g-MAH使增韧PA6的MFR下降更多。加入增韧剂后,增韧PA6的强度与模量下降,韧性增加。增韧剂添加量为15%且接枝率相近时,EPDM-g-MAH增韧PA6的效果要明显优于POE-g-MAH增韧PA6。另外,将POE和EPDM等量共混后接枝马来酸酐,也是提高POE-g-MAH对PA6增韧效果的一种途径。

PET材料改性及加工应用

为了提高聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene glycol terephthalate,PET)材料的性能,课题组采用熔融共混法向PET中添加接枝弹性体POE-g-GMA,通过考察测试了不同添加量的接枝弹性体对PET材料结构与性能的影响。研究结果表明:随着接枝弹性体POE-g-GMA体积分数的增大使材料的冲击强度先增大后降低、拉伸性能略有下降。有限元分析验证了改性后PET材料的承压性能没有表现出明显的下降。

POE离聚物的制备及其增韧改性PA6

为解决传统功能单体接枝聚烯烃弹性体(POE)增韧尼龙6 (PA6)后,共混物黏度提高、流动性极大降低的问题,以双叔丁基过氧化异丙基苯为引发剂,采用Zn(OH)_(2)、衣康酸(ITA)、共聚单体苯乙烯与POE熔融共混接枝反应,ITA中的羧基在POE熔融接枝过程中部分或全部中和,一步法制备了不同中和度的POE离聚物。通过傅里叶变换红外光谱对接枝的POE结构进行了表征,结果表明ITA接枝后的POE在1 710 cm^(-1)处出现了羰基基团的特征吸收峰,而Zn(OH)_(2)和POE在1 600~1 800 cm^(-1)处出现一个复合吸收带,对应于羧酸盐的特征吸收峰,证明了成功将离子键引入POE中。使用不同中和度POE离聚物对PA6进行增韧实验,研究了其对PA6/POE共混物力学性能和熔体流动速率的影响。结果表明:离子键的引入不仅提高了PA6/POE共混物合金的相容性,极大地提高了共混物力学性能,还能降低稳定化学键对共混物流动性下降的影响,提高共混物的熔体流动速率。

基于线性尼龙共混改性的半芳香尼龙复合材料性能研究

聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)是一种新型的半芳香族尼龙材料,具有良好的物理机械性能和耐热性能,但加工性和韧性较差。通过与含量不同的聚癸二酰己二胺PA610共混能够有效改善其加工流动性,并且采用一定量的聚烯烃弹性体还能进一步对PA10T起到良好的增韧改性作用。结果表明,采用质量比为70:30的PA10T与PA610共混,能够使其短纤维增强,复合材料注塑产品获得良好的力学性能、耐冲击性能、较低的吸水性和热膨胀系数,更加适合用于制造需要在高温条件下使用的抗冲击聚合物基复合材料制品。

不同共混材料对尼龙6增韧改性的影响

为提高尼龙6(PA6)的力学性能,采用共混处理的方法,在一定的比例下,将PA6分别与乙烯-辛烯共聚物(POE)、接枝弹性体、纳米级纳普橡胶颗粒进行共混,与接枝弹性体和纳米级纳普橡胶颗粒同时进行共混,以共混后力学参数的测试结果为依据,对不同共混材料相界面的结合力进行了物理结合与化学交联的分类,对PA6在受力状态下空穴化理论"多孔结构"模型说给以了实验的支持,比较分析了不同共混材料对尼龙6增韧改性的影响,从一个方面指出了对PA6进行增韧改性的方向。

POE-g-MAH增韧PA12T复合材料的制备与性能

使用不同质量分数的马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)对半芳香尼龙聚对苯二甲酰十二碳二胺(PA12T)进行共混改性,制备了具有较高韧性的PA12T复合材料,并研究了POE-g-MAH含量对复合材料力学性能、热性能及断面形貌的影响。结果表明,POE-g-MAH的加入有效地提高了复合材料的耐冲击性能,且当其质量分数为10%时,复合材料在冲击实验过程中便已无法冲断,即已具备了非常优异的耐冲击性能。由于POE-g-MAH相较于PA12T具有较低的强度,因此,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和热变形温度随着POE-g-MAH含量的增加而有所下降。当复合材料中POE-g-MAH的质量分数为35%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及热变形温度分别降低至49.8 MPa,24.4 MPa和113.1℃,相较于PA12T基体,其保持率分别为61.5%,39.7%和92.5%。

POE-g-MAH增韧回收HDPE基木塑复合材料的研究

采用马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)对回收高密度聚乙烯(HDPE)的木塑复合材料(WPC)进行增韧改性,研究了POE-g-MAH的加入对木塑复合材料机械性能、硬度、微观形貌的影响。结果表明,随着POE-g-MAH用量的增加,WPC的无缺口冲击强度逐步上升,拉伸强度、弯曲强度和硬度则先上升后下降。当POE-g-MAH的质量分数为6%时,WPC的综合性能最佳,其无缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度分别提高了131.7%、91.1%、46.9%。

POE-g-MA对nano-CaCO_3/PA66复合材料结构和性能的影响

通过双螺杆熔融共混法制备了纳米碳酸钙/马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物/尼龙66(nano-CaCO3/POE-g-MA/PA66)三元复合材料,采用SEM、DSC和XRD等手段表征了材料的形貌和结构,研究了弹性体POE-g-MA的含量和物料共混顺序对nano-CaCO3/PA66(20/80)复合材料力学性能﹑加工性能和复合材料形貌的影响。研究表明,POE-g-MA与尼龙基体具有较好的相容性,能细微地分散在复合材料中。POE-g-MA能促进复合材料中PA66的结晶,有效改善nano-CaCO3/PA66复合材料的冲击性能﹑断裂伸长率和加工性能。与一步同时共混法相比较,nano-CaCO3先与PA66共混后再与POE-g-MA共混的二步共混法,更有利于提高nano-CaCO3的分散程度和nano-CaCO3/POE-g-MA/PA66(20/10/70)三元复合材料的综合力学性能。

玻璃纤维增强SAN的研制及其在电器上的应用

利用硅烷偶联剂改善玻璃纤维(GF)与(苯乙烯/丙烯腈)共聚物(SAN)之间的相容性,采用聚烯烃弹性体(POE)接枝马来酸酐(POE-g-MAH)对GF增强SAN体系进行增韧,制备了综合性能较好的GF增强SAN材料。结果表明,当GF、POE-g-MAH、偶联剂的质量分数分别为20%、6%和0.4%时,材料的综合力学性能最好:缺口冲击强度达到8.9kJ/m2,拉伸强度、弯曲强度分别为104、130MPa;所研制的GF增强SAN材料已于空调轴流、贯流风扇等产品中批量应用。

纳米CaCO_3对PET/M-POE体系力学性能的影响

采用马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体(M-POE)和纳米CaCO3协同增韧聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。结合复合材料的室温缺口冲击断面扫描电镜照片、淬断刻蚀照片和宏观力学性能,分析了复合体系发生脆-韧转变对应的微观形貌特征。结果表明,直接将M-POE、纳米CaCO3与PET熔融共混并不能起到协同增韧效果,随着纳米CaCO3含量的增加,三元复合体系的缺口冲击强度逐渐降低。纳米CaCO3经过不同表面处理后,在复合体系中的微观分布不同,从而导致体系力学性能变化。不同的加工工艺可以制得纳米CaCO3分布不同的复合材料。研究发现,纳米CaCO3分布于PET基体中会引起复合材料冲击强度的下降。而纳米CaCO3分布于弹性体中,即形成所谓的“沙袋结构”,不仅可以明显提高复合材料的冲击强度,还可降低橡胶用量。

增容剂对PP/Mg(OH)_2复合材料性能的影响

研究了增容剂对高填充氢氧化镁(Mg(OH)_2)/聚丙烯(PP)复合材料的力学性能、燃烧性能和流变性能的影响,实验结果表明:马来酸酐接枝聚烯烃(POE-g-MAH)和马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(EPDM-g-MAH)复合增容剂较单种增容剂对复合材料有更好的改性效果,当复合增容剂添加量为15份时,材料的界面相容性和Mg(OH)_2的分散性得到明显改善,其断裂伸长率、冲击强度较未添加增容剂的分别提高了252.8%和52.3%,氧指数达到28.0%,另外复合增容剂的加入并不能改变材料的非牛顿型假塑性特征,并且随着其添加量的增多,在同一剪切速率下剪切应力和表观黏度都是先减小后增大。

界面改性PA6/TPE共混物的形态结构与性能

通过控制马来酸酐(MAH)的用量制得不同接枝率的马来酸酐接枝热塑性弹性体(TPE-g-MAH),利用其与尼龙6(PA6)在共混过程中的反应增容作用,实现了与PA6的相容共混,并研究了PA6/TPE共混物的结构与性能。结果表明,TPE-g-MAH可有效地提高PA6/TPE共混物的韧性,且随着其接枝率的增加,共混物的韧性提高;TPE-g-MAH有效地改善了PA6/TPE共混物的界面相容性,并且随着其含量的增加,相界面增容效果变好。

相容剂POE-g-MAH对FDM用PLA/木粉复合材料性能的影响

用熔融沉积成型(FDM)工艺制得聚乳酸(PLA)/木粉复合材料试样进行性能测试,研究相容剂马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)对复合材料力学性能和加工流动性能的影响,使用扫描电子显微镜观察断面形貌。结果表明,在PLA基体中加入木粉后,两者相容性不好,造成力学性能下降;在复合材料中加入POE-g-MAH改善了PLA和木粉的相容性,力学性能提高,加工流动性变好,更易于FDM成型。综合考虑力学性能和降解要求,POE-g-MAH质量分数在4%合适,与未加相容剂比较,拉伸强度增加36.88%,冲击强度增加30.21%,弯曲强度增加14.6%,成型过程顺畅,成型质量佳。

均匀设计法在POE/POE-g-MAH增韧PA6研究中的应用

运用均匀设计实验方法研究了聚烯烃弹性体/聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE/POE-g-MAH)对聚酰胺6(PA6)的增韧作用。回归分析结果表明,当POE-g-MAH含量为7%(质量分数,下同),POE含量为18%时,PA6/POE/POE-g-MAH复合材料的缺口冲击强度达到86.8 kJ/m2。