聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备与力学性能预测

本文采用熔融挤出法制备了β成核聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料,考察了蒙脱土、β成核剂及增容剂用量对复合材料缺口冲击强度和弯曲强度的影响,并用BP神经网络进行预测。结果表明,增加蒙脱土用量有助于复合材料强度的提高但对韧性不利;随β成核剂用量的增加,复合材料的缺口冲击强度略有增加,而弯曲强度存在最优值,即添加β成核剂0.1%时,弯曲强度达到最大值35.06MPa,较不添加时增加了13.68%;随增容剂用量的增加,复合材料的韧性显著增大而强度有所降低,添加30%增容剂,复合材料的缺口冲击强度较不添加时增加了约3倍,而弯曲强度仅降低了28.39%;BP神经网络预测结果表明,该模型能够比较精确的预测该复合材料的力学性能。该研究对于优化聚丙烯基纳米复合材料制备及改进力学性能预测具有借鉴意义。

β成核聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的结构与力学性能

本文使用双螺杆挤出机制备了β成核聚丙烯(β-PP)/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料。采用FTIR、XRD和SEM分析了复合材料的微观结构与形貌特征,考察了OMMT、β成核剂(β-NA)及增容剂用量对复合材料冲击强度和弯曲强度的影响,并对比研究了标准BP神经网络模型和LM-BP神经网络模型对力学性能的预测能力。结果表明,增容剂与OMMT表面形成了强相互作用,提高了复合体系的相容性,黏土片以插层结构分散在β-PP基体内。OMMT、β-NA及增容剂用量对复合材料的力学性能均产生了一定影响,其中添加30%增容剂时复合材料的冲击强度约为不添加时的4倍,而弯曲强度仅降低了28.39%。此外,与标准BP神经网络模型相比,LM-BP神经网络模型具有更快的收敛速度和更高的预测精度。该研究为优化PP基纳米复合材料的制备及力学性能预测提供了参考。

聚丙烯催化剂研究进展

综述了聚丙烯(PP)催化剂的研究进展,包括Ziegler-Natta(Z-N)、茂金属、后过渡金属及复合催化剂,重点分析了载体、助催化剂、给电子体对Z-N催化剂活性、结构及性能的影响,并对比了各类催化剂的优缺点。指出今后需在反应机理、合成工艺、聚合物形貌控制等方面对催化剂进行深入研究和设计,在保证催化剂成本的同时,产出性能指标更加优异的PP产品。

强吸附预脱水对蒙脱石有机凝胶脱水能耗的影响

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。蒙脱石有机凝胶是一种触变性凝胶,一般采用湿法工艺生产,需经喷雾干燥获得凝胶产品,但因喷雾干燥效率较低,能耗较高,干燥成本占生产成本的主要部分,进行降低脱水过程能耗的研究意义重大。论文提出了一种新型的低能耗预脱水工艺,预先在脱水池内充填比表面积大、吸水性能好的非金属矿物材料,然后将蒙脱石有机凝胶注入其中,充分搅拌,达到预脱水目的,再经喷雾干燥,得到高质量的有机凝胶产品。对预脱水流程设计专用工艺,并通过热量计算比较了经过预脱水过程及未经预脱水过程喷雾干燥的能量消耗。结果表明,经过预脱水工艺后比现有工艺节能约58%。

苯乙烯马来酸酐共聚物对PBS复合材料性能的影响

为了改善聚丁二酸丁二酯(PBS)的性能,以苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)为增容剂,将其添加到有机蒙脱土(OMMT)和PBS的共混物中制备复合材料,考察了SMA的添加量对PBS/OMMT共混物热稳定性能、结晶性能、流变性能和力学性能的影响。结果表明:添加适量的SMA有利于提高PBS/OMMT共混物的结晶性能,且随着SMA添加量增大,PBS/OMMT/SMA复合材料的结晶温度(T_(c))和熔融温度(T_(m))均呈先增加后降低的趋势,当SMA添加质量分数为2%时PBS/OMMT/SMA复合材料的T_(c)和T_(m)最高,其中T_(c)为74.19℃,T_(m)为114.29℃,且SMA的添加不利于PBS复合材料热稳定性能的提高。PBS及PBS/OMMT/SMA共混体系为典型的非牛顿流体,在低频区,PBS/OMMT/SMA共混体系的储能模量(G')、损耗模量(G")和复数黏度(η~*)均高于纯PBS,在高频区,PBS/OMMT/SMA共混体系与PBS的G',G"和η~*接近。PBS/OMMT/SMA复合材料的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度、弯曲弹性模量和冲击强度均高于纯PBS,且随着SMA添加量增大,PBS/OMMT/SMA复合材料的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度、弯曲弹性模量和缺口冲击强度均先增大后降低,当SMA添加质量分数为2%时制备的PBS/OMMT/SMA复合材料的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度、弯曲弹性模量和缺口冲击强度最高。

不同凝聚态季膦盐改性蒙脱土对PP性能的影响

为了改善聚丙烯(PP)的性能,分别以液态的十四烷基三己基氯化磷(THTDP)改性蒙脱土(THTDPMMT)、固态的十六烷基苄基氯化磷改性蒙脱土(BCQPMMT)为添加剂制备PP复合材料,着重考察改性剂凝聚态及结构对PP复合材料性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱、热重分析、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜进行表征。结果表明,THTDP较BCQP更易插入蒙脱土层间,更易扩大蒙脱土(001)面的片层间距,使蒙脱土颗粒更蓬松,更有利于PP分子链插入MMT层间。XRD和TEM结果表明,PP/THTDPMMT复合材料较PP/BCQPMMT复合材料中MMT (001)面的片层间距更大,MMT在PP基体中的分布分散更好。差示扫描量热分析结果表明,PP/THTDPMMT复合材料较PP/BCQPMMT复合材料具有更高的结晶温度和熔融温度,且均高于纯PP。动态力学分析结果表明,PP/THTDPMMT复合材料较PP/BCQPMMT复合材料具有更高的储能模量,且均高于纯PP。力学性能测试表明,PP/THTDPMMT复合材料较PP/BCQPMMT复合材料具有更优异的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和弯曲弹性模量,且均高于纯PP。

复合石英陶瓷雷达天线罩用防水防潮涂层的制备与性能研究

复合石英陶瓷(SiO_(2f)/SiO_(2))具有优异的力学性能和介电性能,被广泛应用于雷达天线罩,但结构中含有较多亲水基团和孔隙,易吸水吸潮。为降低SiO_(2f)/SiO_(2)的吸水吸潮率,以含有—CF_(3)的低表面张力三氟丙基三甲氧基硅烷(TFTES)为疏水修饰剂,甲基或氟代甲基硅树脂(JP或RU树脂)为涂料主体,有机蒙脱土(OMMT)为填料,制备了系列防水防潮涂层。研究结果表明:对复合石英陶瓷进行疏水修饰后,使用OMMT含量为1.5%的OMMT/RU涂覆3道,所得试样吸水率最小,为0.31%;使用OMMT含量为1%的OMMT/JP涂覆3道,所得试样吸潮率最小,为0.44%。综合厚度和质量增加因素考虑,涂覆3道OMMT_(1.5)/RU_(100)试样防水防潮能力最强,介电性能良好。

聚乙烯醇/有机蒙脱土/硼酸气体阻隔复合膜的制备及性能

以有机蒙脱土(OMMT)为纳米填料、硼酸(BA)为化学交联剂协同改性可生物降解材料聚乙烯醇(PVA),通过溶液插层-流延成膜法制备了PVA/OMMT/BA复合膜。采用红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对复合膜的结构、形貌进行了表征,探究了OMMT添加量对BA交联协同作用下复合膜的热稳定性、力学性能和气体阻隔性能的影响。结果表明,与纯PVA膜相比,添加4%OMMT的复合膜综合性能最优,最大热分解温度从258.4℃升高到361.6℃,拉伸强度从57.40 MPa提高到108.15 MPa,断裂伸长率从130.84%降低至77.60%,氧气透过率为21.0 cm^(3)/(m^(2)·d·0.1 MPa),较纯PVA膜降低了80.2%。

直接注射制备聚丙烯/蒙脱土复合材料及其性能研究

采用直接注射法制备了聚丙烯 /蒙脱土复合材料 ,考察了其材料结构与性能方面的特征。结果表明 :蒙脱土可以在插层剂存在的条件下被插层 ,且其硅酸盐层片之间距离的变化完全取决于插层剂对蒙脱土的溶剂化作用 ,而和熔融混炼中热或机械能的作用无关 ;插层剂虽不能使非极性的PP分子本身对蒙脱土产生插层作用 ,但有助于使其易于分散在蒙脱土颗粒之间 ,使PP/蒙脱土复合体系中作为复合分散相的蒙脱土形成两种结构层次 ,第一种结构层次是被分散在PP树脂中的蒙脱土颗粒 ,第二种结构层次是处于蒙脱土颗粒中被插层剂等间隔地隔离开的多层硅酸盐片层 ;复合体系的冲击强度和硅酸盐层片层间距有良好的相关关系 ,插层剂添加量的增加 ,可以使PP/蒙脱土复合体系实现较好的增韧效果 。

新型相容剂对PP/蒙脱土纳米复合材料的影响

采用高接枝率的聚丙烯(PP)三单体固相接枝物(TMPP)为相容剂,制得PP/蒙脱土(MMT)纳米复合材料。研究了不同相容剂用量对纳米复合材料结构与性能的影响。结果表明,当ω(TMPP)和ω(MMT)均为3%时,纳米复合材料的最大结晶峰温度从PP的113.9℃提高到125.5℃;当m(TMPP)/m(MMT)为1∶1时,纳米复合材料的弯曲强度提高25%,弯曲模量提高50%,相容剂含量继续增加,纳米复合材料的力学性能没有进一步提高;纳米复合材料热失重20%时的温度与PP相比提高了70℃。

聚丙烯/蒙脱土复合材料的热氧老化性能

用3种蒙脱土(原土、OMMT1、OMMT2)与聚丙烯分别熔融插层复合.经X射线衍射(XRD)分析表明,3种蒙脱土均与聚丙烯成功插层复合,制备出聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料.重点研究聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的热氧老化性能.结果表明,在聚丙烯材料中,添加少量蒙脱土不但可以提高材料的力学性能,而且明显改善材料的抗热氧老化性能.对3种PP/MMT复合材料热氧老化样品进行傅立叶红外(FTIR)分析和表面形貌观察,发现蒙脱土片层在聚丙烯中插层复合越充分(乃至剥离),其抗热氧老化效果就越明显.

聚丙烯/有机蒙脱土纳米复合材料的制备及性能

以马来酸酐接枝低分子量的聚丙烯(M APP)为相容剂,采用熔融插层法,制备了聚丙烯(PP)/有机蒙脱土(OMM T)纳米复合材料;采用微机控制电子万能试验机、悬臂梁冲击试验机研究了复合材料的力学性能;采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和偏光显微镜(POM)等对复合材料的微观结构进行了研究。结果表明,熔融插层法能够获得较好的插层效果,适量蒙脱土的加入使聚丙烯的球晶数量增多,球晶尺寸变小;复合材料的拉伸强度和冲击强度都是先增加后降低,总体上来说,拉伸强度高于纯聚丙烯,冲击强度与纯聚丙烯相近。

有机蒙脱石增强环氧树脂纳米复合材料的研究

介绍以有机蒙脱石作为增强组分的环氧树脂纳米复合材料的制备及其性能表征。结果表明 ,十六胺处理的蒙脱石层离以 1～ 10 0nm尺度分散于环氧树脂基体中 ,复合材料的物性得到提高 ,当蒙脱石含量比在 3 %时 ,马丁耐热提高 9℃ ,冲击强度提高了 12 2 % ,但进一步增加蒙脱石的含量比 。

PP/MWNTs和PP/OMMT复合材料的热降解动力学研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯/多壁碳纳米管(PP/MWNTs)与聚丙烯/纳米有机蒙脱土(PP/OMMT)复合材料,利用热重分析法研究了PP、PP/MWNTs及PP/OMMT在氮气气氛中的热降解过程,并采用Kissinger及Ozawa方法研究了复合材料的热降解动力学及热降解表观活化能。结果表明,MWNTs和OMMT的加入均能显著提高PP基体的耐热性。PP/OMMT复合材料的热降解表观活化能高于PP/MWNTs复合材料。OMMT含量为2.5%时,复合材料的热稳定性最好。扫描电镜分析表明,MWNTs在PP基体中呈无序棒状形态,而OMMT呈现有序性较高的片层结构。

聚丙烯/有机蒙脱土复合材料的发泡行为

利用型腔体积可控注塑发泡装置制备不同体积膨胀率的聚丙烯和聚丙烯/有机蒙脱土(PP/OMMT)复合材料发泡试样,探究了不同体积膨胀率下聚丙烯发泡行为。结果表明,在较高的体积膨胀率下,泡孔结构趋于恶化,而有机蒙脱土的引入提高了聚丙烯粘弹响应和降温结晶速率,起到了抑制泡孔结构恶化的作用。在泡孔生长动力学研究的基础上,将泡孔生长过程分为2个阶段,快速生长阶段和慢速生长应力松弛阶段,分析了聚合物粘弹性对泡孔生长、稳定过程的影响。

聚丙烯基蒙脱土纳米复合材料的结构与性能

以水悬浮体系中制备的聚丙烯(PP)接枝苯乙烯(ST)和马来酸酐(MAH)共聚物(PPSM)为相容剂,选用钠基蒙脱土(MMT)、十八烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土(OMMT)与PP熔融共混制备PP/MMT、PP/OMMT和PP/OMMT/PPSM复合材料。并通过红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、力学及热性能分析等手段研究该材料结构和性能。结果表明,熔融插层时OMMT与PPSM间存在协同促进作用,高层间距OMMT利于长支链PPSM插层,相容剂中MAH水解生成的-COOH与硅酸盐片层间的强相互作用提高了OMMT与PP基体的相容性,OMMT层间距最大增至8.07nm;材料的力学及热性能获得不同程度提高,PP/OMMT/PPSM的缺口冲击强度和热失重50%温度较原料PP分别增加了约68%和提高了65℃。

有机蒙脱土/环氧树脂复合改性沥青的性能

以有机蒙脱土(OMMT)和环氧树脂为改性剂,采用反应性熔融共混法制备了OMMT/环氧树脂复合改性沥青。通过X射线衍射和荧光显微镜对复合改性沥青的微观结构进行了表征,对其物理力学性能、相容性和热贮存稳定性进行了考察。结果表明,当OMMT掺加量为1%~2%时,OMMT以剥离结构存在于复合改性沥青中,体系中环氧树脂分布更加均匀;复合改性沥青中OMMT掺量为1%时,拉伸强度与环氧树脂改性沥青相比提高了25%;随着OMMT掺量的增加,复合改性沥青软化点逐渐升高,25℃针入度缓慢减小,针入度指数(PI)先增大后减小。

聚丙烯/有机蒙脱土复合材料的制备、结构及性能

以改性聚丙烯作增容剂 ,用熔融插层法制备了聚丙烯 /有机蒙脱土复合材料 ,研究了有机蒙脱土对复合材料力学性能的影响 ,并用X射线衍射研究了复合材料的结构。结果表明 :增容剂增加了聚丙烯与蒙脱土片层之间的作用力 ,使蒙脱土片层间距增大 ,在聚丙烯基体中分散更好 ,因而使聚丙烯 /有机蒙脱土复合材料的缺口冲击强度大幅度提高 ,当蒙脱土含量达 5 %时 ,缺口冲击强度提高 12 0 % ,并且拉伸性能下降不大 ,约下降 5 % 。

改性蒙脱土复合母粒对聚丙烯结晶性能的影响

将功能化聚乙烯蜡 /有机蒙脱土插层复合母粒与聚丙烯 (PP)共混 ,制备了有机蒙脱土填充的聚丙烯 .采用X 射线衍射分析、差示扫描量热等温结晶分析和非等温结晶分析方法研究了有机蒙脱土复合母粒对聚丙烯结晶性能的影响 ,采用阿夫拉米 (Avrami)方程的Jeziorny修正法研究了聚丙烯的非等温结晶动力学 .结果表明 ,一部分有机蒙脱土可进一步被PP插层 ,使层间距增大 ,同时有机蒙脱土复合母粒使一部分PP由α晶型转变为β晶型 .有机蒙脱土复合母粒填充PP的最快结晶的温度为 4 0 0K .有机蒙脱土复合母粒能有效促进PP异相成核 ,提高PP的结晶速率和结晶温度 ,但对结晶速率常数影响不大 .

有机蒙脱土与膨胀阻燃剂协同阻燃聚丙烯

分别以膨胀型阻燃剂(IFR)为主阻燃剂、有机蒙脱土(OMMT)为协效阻燃剂,对聚丙烯(PP)进行阻燃改性。采用UL-94垂直燃烧、极限氧指数(LOI)、热失重(TG)及拉伸等测试分别表征PP/IFR/OMMT复合材料的阻燃性能、热稳定性能及力学性能,研究了IFR和OMMT对PP阻燃性能、力学性能和热稳定性能的影响。通过红外线光谱仪分析了试样物质组成及扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的外观形貌。结果表明:OMMT的加入,使PP/IFR复合材料体系的热稳定性和阻燃性能得到极大提高。当添加2%(质量分数)OMMT,PP/IFR/OMMT复合材料的LOI值从18%上升到23%,阻燃级别从NR提升到V-0,并且无熔滴滴落,同时复合材料的力学性能也较好,拉伸强度达到34.46MPa,断裂伸长率能达到107.19%。