论文部分内容阅读
聚丙烯(PP)是一种重要的热塑性塑料,具有良好的力学性能和热性能。但聚丙烯的韧性,尤其是低温冲击性能差,大大限制其使用范围。对于聚丙烯的增韧问题,高分子学家们进行了大量的研究,在本论文中,研究了聚丙烯的增韧问题,并对其合金的制备进行了初步探索。主要内容和结论如下:
1、采用不同的弹性体增韧PP,比较了不同弹性体对PP的增韧效率。研究结果表明:三种弹性体EPR、EPDM、POE都是PP有效的增容剂,其中POE的增韧效率最高;采用过氧化物引发交联POE,研究了橡胶的交联度对共混物力学性能的影响,结果表明:随着POE交联度的增加,共混物的冲击性能先有一个小的提高,然后开始大幅度下降。通过改变螺杆转速研究了其对共混物性能的影响,结果表明:随着螺杆转速的增加,共混物的冲击性能先上升、后下降,这与其相形态有很好的相关性。
2、通过过氧化物降解的方法研究了PP/POE共混物中基体(PP)材料的性质对共混物力学性能的影响。结果表明:随着过氧化物加入量的增加,共混物的熔体流动速率明显增加,共混物的冲击性能明显下降。SEM照片显示,随着共混物的熔体流动速率的增加,共混物中分散相的尺寸明显增大。
3、采用SEM研究了不同应变速率下共混物的形变机理。研究结果表明:当共混物为韧性断裂时,其形变机理为橡胶粒子的空洞化和基体的剪切屈服。并且随着应变速率的增加,共混物在断面附近出现了一层特殊的结构—应力松弛层。对于脆性断裂,基体没有发生剪切屈服,同时橡胶粒子也没有发生空洞化。这说明橡胶粒子若想空洞化,其周围的基体应该有一个小范围的剪切屈服,这种小的屈服会促进橡胶粒子的空洞化,橡胶粒子发生空洞化,释放了三轴张应力,降低了屈服应力,又进一步促进了基体的剪切屈服,使断口周围的材料发生大范围的塑性形变,塑料基体的剪切屈服与橡胶粒子的空洞化两者之间是相互促进的。
4、研究了环氧化的三元乙丙橡胶对PP的增韧,通过过氧甲酸的方法将三元乙丙橡胶中二烯烃的双键原位氧化为环氧官能团。用PP-g-AA作为增容剂增容PP/eEPDM共混物。研究结果表明:经增容反应的共混物的冲击强度大大提高,是纯PP的25倍。SEM照片表明:经增容的共混物的分散相的尺寸明显减小。
5、通过熔融接枝制备了PP-g-GMA,研究了PP-g-GMA对PP/SEBS-g-MAH的增容作用。研究结果表明:PP-g-GMA的加入使共混物的扭矩值升高。SEM观察结果表明,随着PP-g-GMA的加入,共混物中橡胶粒子的相区尺寸明显减小,并且当PP-g-GMA的量为2(wt%)时最小。这是由于PP-g-SEBS接枝共聚物的形成降低了两相界面张力。冲击实验表明:经增容后的共混物的冲击强度大大提高。
6、PBT/PP直接共混是不相容的,采用eEPDM增容、增韧PP/PBT共混物。研究结果表明:eEPDM中的环氧官能团与PBT中的羟基或羧基发生了反应,原位形成了PBT-g-EPDM共聚物,这种共聚物在PBT和PP两相的界面起到增容剂的作用,增强了两相界面的结合力。缺口冲击实验证明,界面结合力的提高有利于基体的剪切屈服,提高了共混物的韧性。
7、PP和PA6极性相差很大,直接共混力学性能极差,本章采用SEBS-g-MAH作为增容剂增容、增韧PP/PA6共混物。研究结果表明:当PP/PA6为20/80(质量比),加入SEBS-g-MAH为20(wt%)时,尼龙6为基体连续相,聚丙烯为分散相。此时,聚丙烯能达到良好的分散,且分散相尺寸较小。聚合物相容性能达到较好的水平。Izod缺口冲击测试表明,SEBS-g-MAH的加入使得PP/PA6共混物的冲击强度有了非常明显的提高。