聚丙烯/木粉微孔复合材料的研究

论文摘要

木塑复合发泡材料克服了一般木塑复合材料密度大、成本高、韧性差等缺点,本文对聚丙烯(PP)/木粉微孔复合材料的制备和性能进行了探索研究。通过用双螺杆挤出机、双辊筒炼塑机、平板硫化机等,以PP树脂为基础原料,以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,以硅烷交联剂,苯乙烯为助交联剂,AC为发泡剂,苯甲酸钠和滑石粉为成核剂,采用化学交联法,使PP树脂在发泡之前交联,并利用模压发泡法制取了泡孔均匀,细密的泡沫板材。本文通过毛细管流变仪、扫描电子显微镜(SEM)、密度测试仪、电子拉力机以及各种力学性能测试等手段,研究了改性后PP的性能变化；研究了成核剂种类和变量及发泡剂含量对PP泡沫材料的力学性能及泡孔大小、分布和表观密度的影响,最终制定了合理的配方,得到AC和成核剂的最佳用量；研究了木粉变量对PP/木粉微孔复合材料的力学性能及泡孔大小、分布和表观密度等的影响；最后研究了大量滑石粉的加入对PP微孔复合材料的力学性能及泡孔大小、分布和表观密度等的影响。结果表明：(1)PP经过硅烷交联改性后,熔体强度提高。(2)由于考察发泡材料质量好坏的一个重要标准就是其发泡效果,所以采用AC1.0phr,苯甲酸钠1.5phr,此时发泡材料的发泡泡孔尺寸最小,分布最均匀。(3)随着木粉的含量的增加(10phr～50phr),发泡复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都呈现先提高后缓慢降低的趋势,而发泡材料的表观密度随木粉用量的增加变化不明显；从试样断面的电镜图片可以看出木粉加入量为30phr时,发泡复合材料的泡孔尺寸最小,分布最均匀。(4)加入大量的滑石粉(5～30phr)也可以得到PP微孔复合材料,在10～20phr之间时PP微孔复合材料的泡孔均匀细密。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 木塑复合发泡材料概述
• 1.1.1 木塑复合发泡材料的原料
• 1.1.2 木塑复合发泡材料的性能特点
• 1.1.3 木塑复合发泡材料的应用领域
• 1.1.4 木塑复合发泡材料的研究进展
• 1.1.5 木塑复合发泡材料的前景展望
• 1.2 聚丙烯微孔发泡材料的研究进展
• 1.2.1 聚丙烯微孔材料概述
• 1.2.2 聚丙烯微孔材料应用领域
• 1.2.3 聚丙烯微孔材料技术进展
• 1.3 聚丙烯的概述
• 1.3.1 聚丙烯的基本性能
• 1.3.2 聚丙烯的改性研究
• 1.4 木塑复合发泡材料的制备方法
• 1.4.1 注塑发泡成型法
• 1.4.2 模压发泡成型法
• 1.4.3 挤出发泡成型法
• 1.5 木塑发泡复合材料模压发泡成型机理
• 1.5.1 气泡核的形成
• 1.5.2 泡孔的增长
• 1.5.3 泡孔的固化、稳定
• 1.6 本论文研究的目的及意义
• 1.6.1 选题背景
• 1.6.2 研究目的及意义
• 1.7 本论文研究的主要内容
• 2 实验部分
• 2.1 原料与设备
• 2.1.1 实验主要原料
• 2.1.2 试验主要设备与仪器
• 2.2 试验工艺与基础配方
• 2.2.1 试验工艺流程图
• 2.2.2 工艺条件
• 2.2.3 基础配方
• 2.3 样品性能测试及结构表征
• 2.3.1 样品性能测试
• 2.3.2 结构表征
• 3 结果与讨论
• 3.1 改性聚丙烯性能分析
• 3.1.1 改性聚丙烯的力学性能
• 3.1.2 改性聚丙烯冲击样条断口形态观察
• 3.1.3 改性聚丙烯熔体强度分析
• 3.2 发泡剂AC含量对发泡材料的物理性能和微观结构的影响及分析
• 3.2.1 发泡剂反应机理
• 3.2.2 发泡剂含量对发泡材料力学性能的影响及分析
• 3.2.3 发泡剂含量对发泡材料表观密度和发泡倍率的影响及分析
• 3.2.4 不同发泡剂含量的试样断面微观结构分析
• 3.3 成核剂含量对发泡材料的物理性能和微观结构的影响及分析
• 3.3.1 成核剂成形机理
• 3.3.2 成核剂含量对发泡材料力学性能的影响及分析
• 3.3.3 成核剂含量对发泡材料表观密度和发泡倍率的影响及分析
• 3.3.4 不同成核剂含量的试样断面微观结构分析
• 3.4 木粉含量对发泡材料的物理性能和微观结构的影响及分析
• 3.4.1 木粉含量对发泡材料力学性能的影响及分析
• 3.4.2 木粉含量对发泡材料表观密度和发泡倍率的影响及分析
• 3.4.3 不同木粉含量的试样断面微观结构的分析
• 3.5 滑石粉含量对发泡材料的物理性能和微观结构的影响及分析
• 3.5.1 滑石粉含量对发泡材料力学性能的影响及分析
• 3.5.2 滑石粉含量对发泡材料表观密度和发泡倍率的影响及分析
• 3.5.3 不同滑石粉含量的试样断面微观结构的分析
• 4 结论
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 8 致谢