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聚丙烯(PP)用途广泛,是五大通用塑料之一,它具有价格低廉、成型性好、耐腐蚀和综合性能好等优点而被广泛应用于化工、机械和汽车等行业。但聚丙烯强度不高、热稳定性差、易燃烧且燃烧时发热量大容易引起火灾,这些缺点限制了PP在化工设备中的进一步推广,也给实际生活带来很大不便。碳纳米管(CNTs)具有力学性能好、热稳定性高、弹性模量大和比表面积大等优异的性能,同时它与高聚物有相似的结构,利用碳纳米管来改性聚合物具有巨大的应用前景和重要的理论意义。为了改善PP的热稳定性和阻燃性,本课题选用三种不同规格的多壁碳纳米管(MWNTs)与PP按一定配比通过熔融共混法制备了三个PP/多壁碳纳米管复合材料体系,主要研究三个聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料体系的热稳定性和非等温结晶行为,探讨加入不同尺寸和不同含量的MWNTs后对PP基体热稳定性和非等温结晶行为的影响。热重分析结果显示:加入少量的MWNTs能够显著提高复合材料的热稳定性,随着MWNTs含量增加,PP/MWNTs复合材料的热分解温度先增大后减小,在MWNTs的含量为4wt%时到达最大;MWNTs的长径比越大,PP/MWNTs复合材料热分解温度越高;随着MWNTs含量增加,PP/MWNTs复合材料残炭率逐渐增大;使用等转化率法研究了PP和PP/MWNTs复合材料的热分解动力学。研究结果表明:MWNTs的加入使得PP/MWNTs复合材料的活化能有明显的提高,热稳定性和阻燃性能变好,且MWNTs的含量越高、长径比越大,复合材料的活化能越大,反应机理从相边界控制反应(收缩体积)变为随机成核,且每个颗粒上只有一个核心;差示扫描量热法测试结果显示:MWNTs加入到PP基体中起到异相成核的作用,能够加速PP的结晶,提高PP/MWNTs复合材料的结晶起始温度(To)、结晶峰温(Tp)和结晶度(Xc)。随着MWNTs含量逐渐增加,To和Tp逐渐提高,而结晶度则先增加后减小。应用修正Avrami方程的Jeziorny法、Ozawa和莫志深法对PP/MWNTs复合材料的非等温结晶动力学进行了分析。结果显示:修正Avrami方程的Jeziorny法和莫志深法能够很好的处理PP/MWNTs复合材料的非等温结晶过程,利用Ozawa法来研究聚合物的非等温结晶过程时存在很大的局限性。