STF微胶囊增韧PP的制备及性能研究

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聚丙烯(PP)是一种性能优异应用范围广泛的通用塑料。然而由于PP存在冲击韧性较差的缺陷,使其应用范围受到限制。剪切增稠流体(STF)是一种在特定剪切速率下能够发生黏度骤变的非牛顿流体。若将STF用成膜物质包覆形成STF微胶囊,能够在熔融共混中不改变STF的组成,从而利用STF的剪切增稠效应提高PP韧性,达到有效拓宽PP应用范围之目的。  本文首先以二氧化硅(nano-SiO2)为分散相,聚丙二醇(PPG)为分散介质,采用剪切乳化机制备了STF。然后采用LMA算法对流变数据进行了数学拟合,得到了能够完整描述STF流变特性的三段方程。在此基础上,采用界面聚合反应产生的聚脲-聚氨酯对STF进行包覆,制备了STF微胶囊,研究了HLB值、乳化机转速、搅拌器转速以及MDI含量对STF微胶囊的影响。最后将STF微胶囊与PP熔融共混制备了PP/STF微胶囊复合材料,考察了STF微胶囊粒径、含量对复合材料力学性能、结晶性能等方面的影响。  研究结果表明:STF三段流变方程能够完整描述STF的流变特性;采用HLB=4的乳化剂能够得到稳定的STF乳液;控制反应条件可以得到粒径9.9~100μm的STF微胶囊;添加10份粒径9.9μm的STF微胶囊后,PP/STF微胶囊复合材料的冲击强度较PP提高了2.54倍。
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