论文摘要
无机刚性粒子增韧聚合物是具有广泛应用前景的研究领域之一。本论文通过优化界面设计的改性思路,以改善无机填料与聚合物基体的相容性和界面粘结为目的,探究适合于CaCO3表面改性的新方法,使改性剂聚丙烯蜡(PPW)或EPDM能够通过化学键合方式包覆在CaCO3表面,并将其应用于PP的二元、三元体系的填充改性上,以期获得力学性能优良的复合材料。本学位论文第2章采用课题组专利方法—固相接枝法将PPW固定在CaCO3表面。研究了该固相接枝改性CaCO3(PPW-CaCO3)制备的工艺参数,分析其形成过程。通过溶解实验并结合红外及热重分析结果,证明PPW已经通过化学键合而成功地包覆在CaCO3表面。第3章和第4章研究了PPW-CaCO3填充PP二元、三元体系的微观结构、综合力学性能、结晶性能及流变性能。研究表明:在PP/PPW-CaCO3体系中,PPW-CaCO3与PP的相界面模糊,CaCO3在体系中能达到均匀分散。且PPW-CaCO3在一定程度上可以改善PP体系的结晶性能,故该体系较PP/未改性CaCO3体系具有更好的力学性能和加工流动性能。而在对PP/EPDM/PPW-CaCO3(PPW-CaCO3与PP、EPDM之间为物理缠绕作用)的研究中发现:尽管采用母料法的加工方式,但该三元复合材料最终的相结构受热力学因素影响既存在以EPDM为壳、CaCO3为核的“核壳结构”,又存在CaCO3与EPDM各自独立分散在PP基体中的结构。PPW-CaCO3填充体系比未改性体系更有利于核壳结构的形成。当EPDM用量为8 phr,PPW-CaCO3用量为15phr时,复合材料的力学性能最优。第5章中设计了一种为CaCO3与EPDM之间存在直接化学键合作用的界面结构,它是通过制备EPDM-CaCO-3母料而实现的。红外及热重分析证明:在该母料中,EPDM已经成功地与CaCO3表面形成化学键合。将该母料应用于PP后,制得了PP/EPDM-CaCO3复合材料,研究发现材料中CaCO3与EPDM的界面模糊,且存在着大量的EPDM直接包覆CaCO3核壳结构。当EPDM用量为8phr,CaCO3的填充量为15phr时,材料的力学性能达最大值。
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摘要Abstract中文文摘第1章 绪论1.1 概述1.2 PP增韧改性的研究1.2.1 化学改性1.2.2 物理改性3及其表面改性'>1.3 CaCO3及其表面改性1.3.1 表面活性剂改性1.3.2 偶联剂改性1.3.3 聚合物包覆改性1.3.4 无机电解质分散剂改性3填充改性PP的研究进展'>1.4 CaCO3填充改性PP的研究进展1.4.1 表面改性后填充1.4.2 与无机填料共复合1.4.3 与弹性体协同增韧1.5 聚合物的增韧机理1.5.1 弹性体增韧1.5.2 刚性有机粒子增韧1.5.3 刚性无机粒子增韧1.5.4 多元复合体系协同增韧1.6 刚性粒子增韧聚合物的影响因素1.6.1 基体性能1.6.2 界面粘结力1.6.3 粒间基带厚度1.6.4 刚性粒子在基体中的形态1.7 研究热点及方向1.7.1 增韧机理的研究1.7.2 界面的设计1.8 本课题研究内容及创新点1.8.1 立题依据1.8.2 拟研究内容1.8.3 创新点3及其表征'>第2章 固相接枝法表面包覆改性CaCO3及其表征2.1 前言2.2 试验部分2.2.1 原料及试剂2.2.2 实验仪器及设备3的表面固相接枝改性'>2.2.3 CaCO3的表面固相接枝改性2.2.4 红外分析2.2.5 热重分析3包覆率的测定'>2.2.6 PPW-CaCO3包覆率的测定2.3 结果与讨论2.3.1 PPW用量的估算2.3.2 固相接枝反应温度的确定2.3.3 引发剂的选择2.3.4 工艺方法的确定3过程分析'>2.3.5 固相接枝法改性CaCO3过程分析3的红外谱图分析'>2.3.6 PPW-CaCO3的红外谱图分析3的热重分析'>2.3.7 PPW-CaCO3的热重分析2.4 本章小结3填充改性PP复合体系的结构与性能研究'>第3章 CaCO3填充改性PP复合体系的结构与性能研究3.1 前言3.2 实验部分3.2.1 原料及试剂3.2.2 实验仪器及设备3复合材料的制备'>3.2.3 PP/PPW-CaCO3复合材料的制备3.2.4 力学性能测试3.2.5 结晶行为分析3.2.6 加工流动性能3.2.7 断面形貌分析3.3 结果与讨论3中丙烯酸(AA)用量的确定'>3.3.1 PPW-CaCO3中丙烯酸(AA)用量的确定3.3.2 不同型号及用量的PPW对PP力学性能的影响3的用量对PP力学性能的影响'>3.3.3 PPW-CaCO3的用量对PP力学性能的影响3复合材料的非等温结晶行为分析'>3.3.4 PP/CaCO3复合材料的非等温结晶行为分析3复合材料的等温结晶行为分析'>3.3.5 PP/CaCO3复合材料的等温结晶行为分析3复合材料的加工流动性能'>3.3.6 PP/CaCO3复合材料的加工流动性能3在PP材料中的分散状况'>3.3.7 CaCO3在PP材料中的分散状况3.4 本章小结3三元复合材料的相结构及性能研究'>第4章 PP/EPDM/CaCO3三元复合材料的相结构及性能研究4.1 前言4.2 实验部分4.2.1 原料及试剂4.2.2 实验仪器及设备4.2.3 材料接触角的测定4.2.4 样品制备4.2.5 断面形貌分析4.2.6 结晶行为分析4.2.7 力学性能测试IC的测试'>4.2.8 JIC的测试4.3 结果与讨论3与PP、EPDM之间的界面及相容性的研究'>4.3.1 PPW-CaCO3与PP、EPDM之间的界面及相容性的研究4.3.2 相结构分析4.3.3 断面形貌分析4.3.4 结晶行为分析4.3.5 力学性能的研究IC值的研究'>4.3.6 断裂韧性JIC值的研究4.4 本章小结3界面设计及其在 PP中的应用初探'>第5章 化学键合作用的EPDM/CaCO3界面设计及其在 PP中的应用初探5.1 前言5.2 实验部分5.2.1 原料及试剂5.2.2 实验仪器及设备3母料(简称为EPDM-CaCO3)的制备'>5.2.3 化学键合作用的EPDM/CaCO3母料(简称为EPDM-CaCO3)的制备3三元复合材料的制备'>5.2.4 PP/EPDM-CaCO3三元复合材料的制备5.2.5 红外分析5.2.6 热重分析5.2.7 断面形貌分析5.2.8 结晶行为分析5.2.9 机械性能测试IC的测试'>5.2.10 JIC的测试5.3 结果与讨论5.3.1 红外光谱分析5.3.2 热重分析5.3.3 断面形貌分析5.3.4 结晶性能分析5.3.5 力学性能IC值的研究'>5.3.6 断裂韧性JIC值的研究5.4 本章小结第6章 总结6.1 结论6.2 进一步的工作思路及建议参考文献攻读学位期间承担的科研任务与主要成果致谢个人简历
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标签:聚丙烯论文; 碳酸钙论文; 增韧论文; 界面论文; 相结构论文;
具有核壳结构的CaCO3表面包覆改性及其在PP复合材料中的应用
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