原位固相接枝改性碳酸钙／聚丙烯复合材料

依次用马来酸酐(MAH)、聚丙烯蜡(PPW)对碳酸钙(CaCO3)进行表面改性,制备原位固相接枝改性碳酸钙(CaCO3-MAH-PPW)。考察CaCO3-MAH-PPW中化学键合和物理包覆2种形态的PPW在填充聚丙烯(PP)复合材料中的作用。结果表明,物理包覆的PPW可一定程度上提高PP复合材料的力学和加工性能,起决定作用的是通过原位固相接枝法化学键合在CaCO3表面的PPW。

原位固相接枝改性碳酸钙/聚丙烯复合材料的制备

用马来酸酐(MAH)在碳酸钙(CaCO3)表面引入双键,通过原位固相接枝法将聚丙烯蜡(PPW)化学键合在CaCO3表面,制得3种接枝率的CaCO3-MAH-PPW。将这3种改性CaCO3填充聚丙烯(PP)制备复合材料,研究了PP/CaCO3界面作用对复合材料强度的影响。结果表明,CaCO3表面经PPW接枝改性后在PP中的分散性提高,与PP相容性变好;随着改性CaCO3表面PPW接枝率的提高,CaCO3与PP之间界面作用逐渐增强。当PPW接枝率为4.48 mg PPW/g CaCO3时,CaCO3与PP之间的界面作用最强,复合材料拉伸强度下降最小,杨氏模量提升最大,当m(PP)∶m(CaCO3)=100∶50时,杨氏模量达0.86 GPa,是纯PP的1.63倍;而PPW化学接枝率为2.49 mg PPW/g CaCO3时,CaCO3与PP之间的界面作用适中,复合材料缺口冲击强度提升最大,且当m(PP)∶m(CaCO3)=100∶10时,缺口冲击强度达3.91 kJ/m2,是纯PP的1.35倍。

原位固相接枝CaCO_3/聚丙烯复合材料中界面相互作用与力学性能的关系

用马来酸酐(MAH)在碳酸钙(CaCO3)表面引入双键,通过原位固相接枝法将聚丙烯蜡(PPW)化学键合在CaCO3表面,制得3种不同PPW接枝率的CaCO3-MAH-PPW,测定CaCO3和PP的接触角,计算其表面张力、界面张力和粘附功,探讨这些因素与复合材料界面相互作用和力学性能的关系。结果表明,PP与CaCO3之间的相互作用和复合材料的力学性能同它们之间的粘附功与界面张力的比值大小趋势相同,这一结果与通过动态力学性能得到的界面相互作用强弱顺序一致。因此可把粘附功与界面张力的比值作为衡量PP/CaCO3之间相互作用强弱、力学性能好坏的重要参数,为合理地选择和改性填料提供科学判据。

不同改性剂对聚丙烯/碳酸钙复合材料性能的影响

以马来酸酐(MAH)、聚丙烯蜡(PPW)为主要原料,采用原位固相接枝改性法制得PP/CaCO3-MAH-PPW复合材料,并与添加相容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)所制得的PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料进行比较。结果表明,CaCO3良好的分散性及其与PP基体适宜的界面粘接是复合材料具有较好韧性的关键因素。与PP/PP-g-MAH/CaCO3复合材料相比,PP/CaCO3-MAH-PPW复合材料表现出更佳的冲击、弯曲和加工性能,当m(PP)∶m(CaCO3)=100∶20时,材料缺口冲击强度达到最大值,是基体树脂的1.19倍。

不同改性剂对PP/CaCO_3复合材料结晶和动态力学性能的影响

以马来酸酐(MAH)、聚丙烯蜡(PPW)为主要原料,采用原位固相接枝改性法制得PP/Ca-CO3-MAH-PPW复合材料,对改性CaCO_3进行表面性能分析,并与PP/PP-g-MAH/CaCO_3复合材料进行结晶、动态力学和耐热性能的比较.结果表明,CaCO_3经原位固相接枝改性后,表面极性减弱,与PP的界面张力降低、相容性提高; CaCO_3表面的PPW层虽会阻碍CaCO_3的异相成核作用,但其可使复合材料形成适宜的界面粘接,有利于材料韧性的提高; CaCO_3-MAH-PPW可降低基体分子链的缠绕程度,增加其柔顺性,使复合材料玻璃化转变温度下降. PP-g-MAH的存在有助于提高PP/PP-g-MAH/CaCO_3复合材料的结晶温度,与基体形成较强的界面粘接,提高复合材料的模量、强度以及耐热性能.