聚丙烯(PP)发泡制品因其良好的热稳定性、较高的力学性能、适宜和柔顺的表面、优异的微波适应性,正成为泡沫塑料行业中的热点。但是,传统聚丙烯(CPP)的发泡结构中,泡孔的聚集现象较为严重,且大多数泡孔为开孔结构。而采用接枝高熔体强度聚丙烯(HMSPP)可以获得更多更好的闭孔泡孔结构。因此,为了提升CPP在泡沫塑料应用中的竞争力,必须对其进行改性,提高其熔体强度。而聚合物/蒙脱土(MMT)纳米复合材料的粘度和模量因纳米粘土的加入大大提高,如果能利用聚合物/蒙脱土纳米复合材料熔体结构的特点,提升传统聚丙烯的熔体粘度和强度,使其在通用设备上发泡并得到好的泡体,其经济及实用意义将非常深远。本文以聚丙烯为基体、蒙脱土为填料,对PP/蒙脱土纳米复合材料的结构与性能研究的基础上,研究了PP/蒙脱土纳米复合体系的化学发泡。主要研究内容及成果摘要如下:1.首次通过计算共聚聚丙烯(cPP)分子不同松弛过程活化能的变化研究了蒙脱土有机化的不同对复合体系中粘土片层的分散状态,以及聚丙烯基复合材料的结构和性能的影响。得到的主要结论如下:(1)有机改性剂烷基铵离子-N+周围的空间位阻效应增大,由此修饰的有机土的片层间距也随之增大,蒙脱土片层与PP分子间的相互作用得到加强,但对于N+上键接了两个C18长链烷基修饰的蒙脱土,虽然片层间距较大,但层间由于被较多烷基长链充塞,反而减低了片层与PP分子的相互作用,从而使得复合材料性能与PP基体相比,没有明显改善。(2)粘土的不同有机化修饰对cPP复合体系中cPP大分子的α-松弛过程,cPP分子链段的β-松弛过程的影响与粘土片层-cPP分子间的相互作用大小相关。粘土有机化的不同对复合体系cPP的γ-松弛影响甚微。2.用流变方法结合WAXD研究了粘土用量对cPP-粘土复合体系线性熔体性能的影响。研究表明,当粘土用量为3-5wt%时,粘土片层可以较好的剥离分散于cPP基体中,从而形成的复合体系熔体结构较为稳定;粘土的添加使得低频区cPP-粘土复合体系表现出明显的类固态响应(G’> G’’),并且随粘土用量的增加,类固态响应越强烈;粘土的添加对cPP-粘土复合体系熔体cPP分子链的运动产生一定的限制作用,这种限制作用在5wt%粘土用量时达到最大。3.以MAH-g-POE为相容剂,研究了MAH-g-POE用量的改变对PP-粘土之间的相容作用以及复合材料结构与性能的影响。结果表明:MAH-g-POE的相容作用下,粘土片层与PP基体的相容性得到改善,10wt%的用量时相容性最佳。PP-粘土复合体系表现出的低频类固态响应不仅与MAH-g-POE的相容作用有关,而且与相容剂MAH-g-POE本身的弹性相关。4.以一种可发泡的高熔体强度聚丙烯(HMSPP)为参照,选择物性参数比较接近的一传统聚丙烯(CPP)树脂,在CPP中引入纳米粘土,利用纳米粘土和相容剂的协同作用改善CPP的熔体流变特征,与HMSPP趋近,并对CPP-粘土复合材料进行发泡研究。主要结论如下:(1)纳米复合可以改善CPP的熔体流变特性与HMSPP趋近。对于不同相容剂相容的CPP-粘土复合体系,采用MAH-g-EPDM和MAH-g-POE为相容剂的CPP-粘土复合体系的熔体强度较高,低频处熔体保持较高的模量,与HMSPP的流变特性接近;(2)对于粘土用量不同的CPP-粘土复合体系(15wt%MAH-g-POE),5wt%的粘土用量对于CPP-粘土复合体系的低频模量的提高已足够;(3)采用模压一次成型法发泡时,CPP泡体与HMSPP泡体质量相差较大,HMSPP泡体的泡孔结构明显优于CPP泡体;(4)CPP/MAH-g-POE/DK1(DK1含量固定为5wt%)体系采用模压一次成型法发泡,相容剂MAH-g-POE用量从5wt%增至15wt%,CPP-粘土复合体系的泡体质量有所改善,这应得益于体系熔体低频处粘度、模量的提高;(5)CPP/MAH-g-POE/DK1(85/10/5)复合体系采用模压一次成型法发泡时,填加5份AC发泡剂可以得到较好的泡体,与HMSPP/AC(100/10)的泡体结构接近;(6)对于含5wt%AC发泡剂的CPP/MAH-g-POE/DK1(85/10/5)体系,采用适当条件进行挤出发泡可以得到较好的泡体。