论文题目: 聚丙烯/聚磷酸铵复合材料及其增韧体系的结构和性能
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 吕明福
导师: 余鼎声
关键词: 聚丙烯,聚磷酸钱,接枝,相容性,阻燃性能,韧性
文献来源: 北京化工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 聚丙烯（PP）是一种综合性能良好的通用高分子材料,它的高性能化、高功能化研究倍受科研工作者的关注,一直是高分子材料理论与应用研究领域的热点。本文的主要目的是研制性能优良的阻燃聚丙烯复合材料,并对复合材料的结构和性能进行研究和探讨。 本文共有四章,分别是:（1）绪论:（2）聚丙烯/聚磷酸铵复合材料的结构和性能;（3）POE-g-GMA接枝物的制备;（4）POE-g-GMA对聚丙烯/聚磷酸铵复合材料结构和性能的影响。 （1）本文首先综述了聚丙烯阻燃改性的重要意义、阻燃机理、常用的阻燃剂以及阻燃的进展情况,简述了聚烯烃接枝功能化的各种方法,叙述了聚丙烯复合材料的制备方法及填充型聚丙烯复合材料的性能,并分析了聚合物的韧性,概括了聚合物的弹性体增韧机理,简明地描述了PP/弹性体/无机粒子三元共混体系的研究进展情况。 （2）采用聚磷酸铵（APP）对PP进行了填充改性。研究结果表明:在PP中加入适量的APP可以制备阻燃性能优良的聚丙烯材料,TG分析显示,APP的加入能使PP的热降解温度范围变宽,并促使PP在热降解时产生残余炭;APP会对材料的力学性能产生影响,使复合体系的弯曲强度与弯曲模量明显提高,却使断裂伸长率,特别是冲击强度降低;加入APP后PP/APP复合材料的MFR有所增加,APP的加入能提高PP的流动性,改善材料的加工性能,PP/APP阻燃复合材料的熔体流动行为与PP一样,仍属非牛顿型假塑性流体流动行为,但在较低剪切速率范围内可使复合体系的表观粘度和表观剪切应力降低;APP对PP的球晶形态有重要影响,随APP含量的增加,聚丙烯微晶的尺寸变得越来越小;但对PP的晶型基本不产生影响,复合体系的中PP仍以α晶为主,此外,APP的引入还会引起聚丙烯的结晶发生取向;对PP/APP复合材料的等温结晶和非等温结晶过程分别进行研究,发现APP在PP中具有较强的成核作用,复合材料的Avrami指数n值在2.7～3.2之间,呈现出明显的异相成核特征,结晶速率常数kn和半结晶时间t1/2均随APP含量的增加而降低,可使PP的结晶过程在较高温度
论文目录:
第一章 绪论
1.1 聚丙烯的阻燃
1.1.1 聚合物阻燃改性的重要意义
1.1.2 聚合物的燃烧过程
1.1.3 聚丙烯的燃烧反应
1.1.4 聚丙烯的阻燃机理
1.1.5 聚丙烯的常用阻燃剂及其分类
1.1.5.1 卤系阻燃剂
1.1.5.2 含磷阻燃剂
1.1.5.3 无机氢氧化物
1.1.5.4 锑系阻燃剂
1.1.5.5 其它阻燃剂
1.1.6 阻燃剂的发展方向
1.1.7 阻燃聚丙烯材料的环境问题
1.1.8 阻燃材料的燃烧性能测试标准和方法的新发展
1.2 聚烯烃的接枝功能化
1.2.1 功能化方法
1.2.1.1 中介物功能化
1.2.1.2 后功能化
1.2.2 聚烯烃接枝物的结构与性能
1.2.3 聚烯烃接枝物应用
1.3 聚丙烯复合材料的制备
1.3.1 熔融共混法
1.3.2 原位聚合法
1.4 填充型聚丙烯复合材料的性能
1.5 聚合物的韧性及其弹性体增韧机理
1.5.1 聚合物的韧性
1.5.1.1 分子链的特征与脆韧转变
1.5.1.2 链节的运动与脆韧转变
1.5.1.3 结晶性聚合物形变与破坏机理
1.5.1.4 测试条件与聚合物的脆韧转变
1.5.2 聚合物的弹性体增韧机理
1.5.2.1 能量的直接吸收理论
1.5.2.2 裂纹核心理论
1.5.2.3 多重银纹理论
1.5.2.4 剪切屈服理论
1.5.2.5 银纹—剪切屈服理论
1.5.2.6 逾渗模型及其机理
1.5.2.7 空穴化理论
1.6 聚丙烯的结晶行为研究
1.6.1 无机填料对PP结晶行为的影响
1.6.2 弹性体对PP结晶行为的影响
1.7 PP／弹性体／无机粒子三元共混体系
1.8 本论文的主要研究内容
参考文献
第二章 聚丙烯／聚磷酸铵复合材料的结构和性能
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 原材料
2.2.2 实验设备
2.2.3 试样制备
2.2.3.1 PP／APP复合材料的熔融共混
2.2.3.2 标准测试样条的制备
2.2.4 力学性能性能测试
2.2.4.1 拉伸性能
2.2.4.2 弯曲性能
2.2.4.3 冲击性能
2.2.5 燃烧性能测试
2.2.5.1 极限氧指数(LOI)
2.2.5.2 垂直燃烧
2.2.6 热重分析
2.2.7 流动性的表征
2.2.7.1 熔融指数(MFR)
2.2.7.2 流变性能测试
2.2.9 结晶行为分析
2.2.9.1 球晶尺寸观察
2.2.9.2 结晶结构分析
2.2.9.3 结晶温度和结晶度的测定
2.2.9.4 等温结晶动力学的测定
2.2.9.5 非等温结晶动力学的测定
2.3 结果与讨论
2.3.1 聚磷酸铵含量对PP力学性能的影响
2.3.2 聚磷酸铵含量对PP燃烧性能的影响
2.3.3 PP／APP复合材料的热重分析
2.3.4 聚磷酸铵对PP流动性能的影响
2.3.4.1 APP对PP熔融指数的影响
2.3.4.2 APP对PP流变性能的影响
2.3.5 APP对PP结晶行为的影响
2.3.5.1 PP／APP复合材料的球晶观察
2.3.5.2 PP／APP复合材料的结晶形态和结构
2.3.5.3 APP对PP结晶特征的影响
2.3.5.4 PP／APP复合材料的等温结晶行为
2.3.5.5 PP／APP复合材料的非等温结晶动力学
2.4 结论
参考文献
第三章 POE-g-GMA接枝物的制备
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原材料
3.2.2 实验设备
3.2.3 试验内容及方法
3.2.3.1 接枝POE的制备
3.2.3.2 接枝产物的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 POE-g-GMA的反应机理
3.3.2 POE-g-GMA的FTIR分析
3.3.3 引发剂对POE-g-GMA接枝反应的影响
3.3.4 GMA单体的用量对POE-g-GMA接枝率的影响
3.3.5 反应时间对POE-g-GMA接枝率的影响
3.4 结论
参考文献
第四章 POE-g-GMA对聚丙烯／聚磷酸铵复合材料结构和性能的影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原材料
4.2.2 实验设备
4.2.3 动态力学性能的测定
4.2.4 复合材料微观结构的观察
4.3 结果与讨论
4.3.1 POE-g-GMA对复合材料力学性能的影响
4.3.2 POE-g-GMA的接枝率对复合材料力学性能的影响
4.3.3 POE-g-GMA对复合材料阻燃性能的影响
4.3.4 复合体系的热失重分析
4.3.5 POE-g-GMA对复合体系流动性能的影响
4.3.5.1 POE-g-GMA对复合材料熔体流动性能的影响
4.3.5.2 POE-g-GMA对复合材料流变性能的影响
4.3.6 PP／APP／POE-g-GMA复合材料的动态力学性能
4.3.6.1 POE-g-GMA对PP／APP复合材料动态力学性能的影响
4.3.6.2 POE-g-GMA对PP／APP复合材料玻璃化转变活化能的影响
4.3.7 SEM分析
4.3.8 POE-g-GMA对PP／APP复合材料结晶行为的影响
4.3.8.1 POE-g-GMA对PP／APP结晶特征的影响
4.3.8.2 PP／APP／POE-g-GMA复合材料的等温结晶行为
4.3.8.3 PP／APP／POE-g-GMA复合材料的非等温结晶动力学
4.4 结论
参考文献
结论
攻博期间发表的学术论文目录
致谢
发布时间: 2005-09-26
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