聚丙烯(PP)復(fù)合材料的制備與性能是一個(gè)國內(nèi)外熱門的話題,并且PP復(fù)合材料不僅降低了材料的成本,而且明顯改善了材料的綜合性能。若將甘蔗渣(BF)加入PP中制成復(fù)合材料將更能體現(xiàn)復(fù)合材料的環(huán)保價(jià)值。
納米碳酸鈣是一種新型的無機(jī)材料,并且是一種較強(qiáng)的補(bǔ)強(qiáng)劑,由于其尺寸小、比表面積大,成為了近年開發(fā)研究的熱點(diǎn)。若將納米碳酸鈣與PP結(jié)合,將能有效地表現(xiàn)出它所承受的內(nèi)應(yīng)力,可增強(qiáng)聚合物的韌性。
但由于碳酸鈣表面呈極性,與非極性聚合物相容性極差,因此用碳酸鈣對(duì)PP進(jìn)行填充改性時(shí),會(huì)造成復(fù)合材料的綜合性能下降,所以,需要對(duì)納米碳酸鈣進(jìn)行表面改性。刁潤麗等研究鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑對(duì)納米碳酸鈣表面改性得出結(jié)果,經(jīng)用鋁酸酯改性后,分散性比較好,白度也有所上升。而用鈦酸酯偶聯(lián)劑改性后的納米碳酸鈣的價(jià)格較高,并且有危害人體健康的危險(xiǎn),且改性后產(chǎn)品的白度下降。
楊婷等采用鋁酸酯偶聯(lián)劑對(duì)納米碳酸鈣進(jìn)行改性,探究了納米碳酸鈣含量對(duì)PP/BF復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響,結(jié)果表明:
(1)納米碳酸鈣的加入使復(fù)合材料的力學(xué)性能增加,填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%的納米碳酸鈣時(shí),PP/BF/納米碳酸鈣復(fù)合材料的力學(xué)性能最好,相比于未添加納米碳酸鈣時(shí),拉伸強(qiáng)度提高了20.7%,彎曲強(qiáng)度提高了14.6%,缺口沖擊強(qiáng)度提高了20.0%。
(2)納米碳酸鈣的填充對(duì)復(fù)合材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)基本沒有影響,沒有新的化學(xué)鍵生成。
(3)隨著添加納米碳酸鈣含量增加,PP/BF/納米碳酸鈣復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性也逐漸提高。
(4)添加一定量的納米碳酸鈣對(duì)PP/BF/納米碳酸鈣復(fù)合材料的表面相容性有所改善,當(dāng)納米碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%時(shí),PP/BF/納米碳酸鈣復(fù)合材料的相容性和納米碳酸鈣的分散性最好。
(5)該材料用于生產(chǎn)汽車專用材料,增加了改性塑料的剛性、韌性、彎曲強(qiáng)度等力學(xué)性能,還賦予了塑料的滯熱性,有效地降低了經(jīng)濟(jì)型汽車的生產(chǎn)成本。
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