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本文分别研究了PP/POE,PP/纳米CaCO3和PP/POE/纳米CaCO3三类复合体系。在研究纳米改性和传统的弹性体改性规律的基础上,重点探讨了两类改性方法之间的联系与协同作用机理。 通过PP/纳米CaCO3二元体系的研究发现,经表面处理的纳米CaCO3对PP具有同时增强增韧作用,其改性效果主要取决于其表面处理情况,同时与其粒径大小及分布、基体树脂的颗粒形态及两相的复合工艺等因素有关。在合适的工艺条件下,采用经表面处理过的纳米CaCO3在用量为6-8Phr时二元体系的综合力学性能最佳,同时具有较好的加工流变性能。相比纯PP体系,其拉伸强度约提高15-20%,冲击强度约提高40-50%。 通过偏光显微镜观察及DSC分析发现,纳米CaCO3在PP熔融冷却过程中能起到明显的结晶诱导作用,使PP得以在较高的温度下结晶且使球晶尺寸变得细小而均匀。经过合适的表面处理后,或是在允许的范围内提高用量,纳米CaCO3对体系的这种结晶诱导作用将变得更加明显。这正是纳米CaCO3能对PP增强增韧的一个内在原因。 在PP/弹性体二元体系的研究中,主要比较了三种不同的弹性体:POE8180、POE8200和EPDM。发现POE8200对PP具有较好的增韧作用,而且能赋予体系理想的加工流变性能,随其用量的增加,体系的冲击强度明显上升,但体系的拉伸强度却急剧下降,当其用量达12Phr时,体系的冲击强度相比纯PP约提高2.8倍,拉伸强度则下降25%。可见,利用传统的弹性体改性很难使PP获得良好的综合力学性能。 在PP/POE/纳米CaCO3三元体系中,纳米CaCO3主要起增强作用,保持POE添加比例不变,随纳米CaCO3含量的增加,体系的拉伸强度先上升后下降;POE则赋予体系良好的韧性,保持CaCO3含量不变,体系的冲击强度随POE添加比例的增加而明显上升。纳米CaCO3的存在,在一定程度上能减缓因POE的加入而引起体系拉伸强度下降的幅度,进而使体系获得良好的综合力学性能。此外,通过不同的三元混合顺序的比较,发现纳米CaCO3在PP和POE两相间的不同分配比例对体系的力学改性效果也有一定的影响。结果表明:捉高CaCO3在体系中分散的均匀性,同时增加其在PP连续相中的分散浓度,对体系的增强增韧比较有利。 总之,采取两类改性方法相结合,当POE为12 Phr、纳米CaCO。为6七 Phr时体系具有较好的综合力学性能,其冲击强度相比纯PP约提高1.85倍,而拉伸强度仅下降15%左右。