论文部分内容阅读
本文采用蒙脱土原土(MMT)和两种有机改性蒙脱土(OMMT1、OMMT2),通过熔体插层技术成功制备出了聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料。并主要研究了复合材料热氧老化性能、热氧老化动力学以及湿热老化性能。研究了不同种类和不同含量蒙脱土的加入对复合材料结构的影响。X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和傅立叶红外(FTIR)对复合材料的结构表征表明,PP大分子链成功插入蒙脱土片层之间,衍射峰峰强大大削弱,PP/MMT与PP/OMMT1复合材料均无明显的衍射峰,这两种复合材料为剥离型纳米复合材料;PP/OMMT2复合材料中蒙脱土001面特征衍射峰峰位左移(层间距扩大),PP/OMMT2为插层型纳米复合材料。FTIR图谱表明两种有机改性蒙脱土均能与PP发生较强的相互作用。研究了不同种类蒙脱土和不同含量蒙脱土对复合材料力学性能的影响。结果表明,随着蒙脱土含量的增加,复合材料的拉伸强度、冲击强度都会出现先小幅上升后下降的变化趋势,在蒙脱土含量为1.5%~4.0%时复合材料的力学性能最佳。研究了聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料在100℃下的热氧老化性能。结果表明,添加少量蒙脱土不但可以提高材料的力学性能,而且可以明显改善材料的抗热氧老化性能。FTIR、TGA、DSC、表面形貌分析表明:蒙脱土的种类、插层效果、蒙脱土的加入量是影响复合材料抗热氧老化性能的主要因素。通过对聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料湿热老化的研究,结果表明:添加少量蒙脱土对聚丙烯材料的抗湿热老化性能有一定程度的提高,聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的湿热老化是热降解、水解以及界面脱粘共同作用的结果。研究了纯PP,添加4.0wt%蒙脱土的PP/MMT、PP/OMMT1、PP/OMMT2纳米复合材料在不同温度下的热氧老化性能,结果表明,材料的力学性能随老化时间的延长和老化温度的升高而衰减,老化温度的影响程度更大。并且温度越高,性能衰减就越快。最后,研究了聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料热氧老化动力学。结果表明,聚丙烯复合材料的热氧老化遵循一级反应动力学方程,利用拉伸性能为参数建立的聚丙烯复合材料老化动力学模型较好地表征了聚丙烯复合材料的老化动力学过程,求得正确的动力学参数。经过热氧老化动力学的研究发现,复合材料的老化反应速率常数越小,老化反应活化能越高,复合材料的抗老化性能就越好。并且老化反应活化能越大,标志着该反应对温度就越敏感。