摘要
聚丙烯基体中加入少量PA6、PET、环氧树脂及反应增容剂,通过反应共混提高了材料的力学性能。
用扫描电镜和图象处理软件分析PP/PA6、PP/PET共混物的形貌,在扭矩流变仪中研究环氧树脂在PP熔体中的固化行为,测量了PP/EPOXY共混物与水的动态接触角和PP/EPOXY共混物的熔体流动性,用偏光显微镜观察合金等温结晶形态并测量力学性能,最后对三体系力学性能进行对比。
PP/PA6是典型的不相容体系,加入反应性增容剂后相容性改善且EPDM-g—GMA增容效果好于PP—g-MAH;PP球晶尺寸随PA6含量的增加而减小,PA6相分布在PP球晶之间:在PP/PA6中EPDM.g.GMA起到反应增容和橡胶增韧的协同效应;PP/PA6中加入PP.g.MAH后杨氏模量提高,同时屈服强度高于未增容体系。
PP/PET也是典型的不相容体系,加入反应性增容剂后相容性提高且EPDM-g—OMA的效果好于PP噌一MAH;PP球晶随PET的混入而明显减小,PET相分散在球晶之间,加入EPDM.g,GMA后二者相容性改善,PP/PET/EPDM-g—GMA中加入成核剂后对PET结晶有细化作用;在PP/PET体系中加入的EPDM—g—GMA起到反应增容和橡胶增韧协同效应,进一步加入的成核剂有利于增韧:PP/PET体系中加入PP.g.MAH后模量提高;PP/PET中加入
PP—g—MAH后断裂强度缓慢下降。
当共混时间达到10~15分钟时,环氧树脂凝胶化使相应扭矩值增大,之后进入固化阶段;PP中加入环氧树脂后,交联阻碍结晶,使PP球晶尺寸变小、变模糊;PP中加入环氧树脂后亲水性提高,熔体流动性下降;随环氧树脂含量的增加,未增容体系的模量提高,断裂强度下降,韧性下降,加入PP—g—MAH后,模量提高幅度增大,断裂强度缓慢上升,韧性改善。
力学性能对比表明:PP/PA6/EPDM.g—GMA体系的韧性最好,PP/PET/PP—g—MAH体系刚性最大,PP/E.51/203#/PP.g-MAH体系的强度最高。
关键词:聚丙烯合金;尼龙6合金;PET合金;环氧树脂合金;聚合物共混
Abstract
Themechanicalpropertiesofpolypropylenewereimprovedbyreactiveblendingwithafewnylon6,polyethyleneterephthalate,epoxyandeompatibilizer.
ThemorphologyofPP/PA6blendsandPP/PETblendswere
analysizedbyESEMandimageprocessingsoftware.ThecrosslinkactionofepoxyinPPmeltwasstudiedintorquerheometer.ThemeltflowindexanddynamiccontactangleofPP/EPOXYblendsinwaterweremeasured.TheisothermalcrystallinestateofPP/PA6blends,PP/PETblendsandPP/EPOXYblendswereobservedbypolarizingmicroscopeandtheirmechanicalpropertieswerealsotested.Atlast,themechanicalpropertiesofthethreesystemswerecontrasted.
PP/PA6isatypicalimmisciblesystem,Thecompatibilitywas
improvedbyreactivecompatibilizers,andEPDM—g—GMAwasmoreefficientthanPP—g—MAH.ThedimensionofPPspherulitesminishedwithPA6contentincreasingandPA6phasedistributedamongPPspherulites.Thereactivecompatibilizationandrubbertoughenessha
dcooperativeeffectivenessonPP/PA6blends,afteraddingEPDM—g—GMA.TheYang’SmodulusofPP/PA6blendswasimprovedafteraddingPP-g—MAH,atthesametime,thestressatyieldwashigherthanthatofimmisciblesystem.PP/PETisalsoatypicalimmisciblesystem.Thecompatibilitywasimprovedbyaddingreactivecompatibilizers,andEPDM—g—GMAwasmoreefficientthanPP—g.MAH.ThedimensionofPPspherulitesminishedafterPPhadblendedwithPET,PETphasedistributedamongPPspherulitesandthecompatibilitywasimprovedbyaddingEPDM—g—GMAPETcrystalphasebecamefinerafteraddingnucleatingagentinPP/PET/EPDM—g-GMAblends.ThereactivecompatibilizationandrubbertoughnesshadcooperativeeffectivenessonPP/PETblends,furthermore,nucleatingagenttakesadvantageinimprovingtoughness.TheYan91SmodulusofPP/PETblendswasimprovedafteraddingPP—g—MAH,atthesametime,thestressatbreakdecreaseslowly.
Epoxybegangelatingwhichliftedtorqueduring10-15minute,and
thenEpoxycameintosolidifyperiod.AfterPPblendswithepoxy,the
baffledbycrosslinkingandthedimensionofPPcrystallizationwas
spherulitesbecomesmallandillegible,atthesametime,thehydrophilicityincreaseandthefluiditydescend.TheYang’Smodulusofuncompatibilesystemincreasewhilethestressatbreakandtoughnessdecrease.AfteraddingPP—g—MAH,theYang’Smodulusofblendincreasemore,andthestressatbreakincreaseslowlyandtoughnessimprove.TheresultsofmechanicalpropertiescontrastingshowthatPP/PA6/EPDM—g—GMAsystemwastoughest,PP/PET/PP—g.MAHsystemwasrigid
estandPP/E··51/203#/PP-·g..MAHsystemisbestatstressatbreak
Keyword:Polypropylenealloy;Nylon6alloy;PETalloy;EpoxyalloyPolymerblending
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第一章绪论
第一章绪论
第一节聚合物共混的基本理论…
将不同种类聚合物采用物理的或化学的方法共混,改进原聚合物的性能或形成具有崭新性能聚合物体系,已成为高分子材料学与工程领域的重要的分支,这引起了人们的极大兴趣和高度重视。
聚合物共混物是指两种或两种以上均聚物或共聚物的混合物。聚合物共混中各聚合物组分之间主要足物理结合,但是,在某些聚合物共混物中,不同聚合物组分之间也会存有一定量的化学键。
聚合物共混物通常又称为聚合物合金或商分子合金,即两者是等意义的,这在塑料工程界比较常见。在科学研究领域中,大多把具有良好相容性的多组分聚合物体系称为聚合物合金。
1.1聚合物共混物的制备方法
聚合物共混物的制备方法包括:机械共混法,共溶剂法又称,溶液共混法,乳液共混法,共聚一共混法,互穿网络(IPN)等。
由于工艺操作方便的优势,机械共混法使用得最为广泛。制备某些高性能的聚合物共混物时,也常使用共聚一共混法。近年来IPN技术也开始在工业生产上采用。
1.2聚合物共混物改性的主要目的和效果
①综合均衡各聚合物组分的性能,取长补短,消除各单一聚合物组分性能的弱点,获得综合性能较为理想的聚合物材料。
②使用少量的某一聚合物,作为另一聚合物的改性剂,改性效果显著。
③聚合物的加工性能可以通过共混给予改善。现代科学技术部门,尤其是宇航科学领域常要求提供耐高温的高分子材料。然而,许多耐高温聚合物因熔点赢、熔体流动性差,缺乏适宜的溶剂而难以加工成型。聚合物共混技术在这方面上显示出重要作用。
④聚合物共混可以满足一些特殊的需要,制各一系列具有崭新性能的新型聚合物材料。
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