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新聞中心 表面改性納米碳酸鈣及其填充改性HDPE力學(xué)性能的研究
發(fā)布時(shí)間：2016-03-24 瀏覽次數(shù)：330 返回列表
聚乙烯作為上生產(chǎn)量大、 種類繁多的重要的合成樹脂之一,其應(yīng)用早已深入人們的日常生活。雖然其自身具有許多優(yōu)點(diǎn),但也存在著性能方面的某些弱點(diǎn),這限制了它的應(yīng)用市場。 本課題選用納米碳酸鈣填充改性的方法對(duì)高密度聚乙烯進(jìn)行力學(xué)性能方面的改性,首先是針對(duì)納米碳酸鈣表面團(tuán)聚以及與基體樹脂結(jié)合性差的問題,選擇了偶聯(lián)劑對(duì) 納米粒子進(jìn)行了相關(guān)改性實(shí)驗(yàn),并研究了經(jīng)表面處理過的納米二氧化硅/納米碳酸鈣二元協(xié)同改性HDPE的性能;然后本課題從高分子包覆改性納米碳酸鈣的的角 度,采用乙烯原位聚合改性納米碳酸鈣,并研究了其反應(yīng)所得的復(fù)合粒子與HDPE進(jìn)行反應(yīng)性共混對(duì)HDPE性能的影響。針對(duì)上述問題取得以下結(jié)論: ⑴利用FT-IR、SEM、XRD、TG分析等對(duì)改性前后納米CaCO_3的表面形貌、分散情況進(jìn)行了分析比較。結(jié)果表明,相較于硅烷偶聯(lián)劑KH-151 和KH570,鈦酸酯偶聯(lián)劑KH101改性效果好。并得出較好改性條件為:偶聯(lián)劑用量為納米CaCO_3的3wt.%,環(huán)己酮用量為納米CaCO_3質(zhì) 量的5倍,反應(yīng)溫度為80℃,反應(yīng)時(shí)間為60min。 ⑵單獨(dú)使用經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理過的納米碳酸鈣和納米二氧化硅對(duì)HDPE進(jìn)行填充改性:①納米CaCO_3,填充量為20%~25%沖擊強(qiáng)度有較大值,含量在 10%-20%拉伸強(qiáng)度有較大值。②納米SiO_2,填充量為6%~8%之間拉伸和沖擊強(qiáng)度有較大值。 ⑶二元填充改性,納米CaCO_3:納米SiO_2:HDPE=25:7:100質(zhì)量比的體系比單獨(dú)納米CaCO_3納米SiO_2各自單獨(dú)填充HDPE 拉伸和沖擊強(qiáng)度的較大值沒下降多少,同時(shí)提高了拉伸、沖擊兩種力學(xué)性能,達(dá)到了預(yù)期填充改性效果。 ⑷乙烯原位聚合改性納米碳酸鈣得到PS-nanoCaCO_3復(fù)合粒子,選用丙烯酸對(duì)納米碳酸鈣表面預(yù)處理,通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)得出較好反應(yīng)條件為:反應(yīng)時(shí)間 為8小時(shí),引發(fā)劑過鉀用量為單體量的1%,乳化劑十二烷基磺酸鈉的用量為單體量的3%,加入經(jīng)丙烯酸改性的的納米碳酸鈣的量為單體量的25%。 ⑸PS-nanoCaCO_3和HDPE的反應(yīng)性共混,通過實(shí)驗(yàn)可知同時(shí)加入引發(fā)劑DCP和多官能團(tuán)物質(zhì)TMPTA,能夠使得共混體系有較為良好的相容 性。嘗試了加入不同比例的TMPTA對(duì)共混體系反應(yīng)性的影響,隨著TMPTA量的增加,共混體系的相容性有所改善,但是變化到2.0%相較于1.0%不是 非常的明顯,本實(shí)驗(yàn)選取添加量為1.0%。 ⑹對(duì)比了共混物不同比例所得產(chǎn)物的相容性,并研究了產(chǎn)物的力學(xué)性能,得出PS-nanoCaCO_3添加量為10份時(shí),共混改性效果較好,平衡扭矩較大, 力學(xué)性能優(yōu),其中拉伸強(qiáng)度提高14.2%,沖擊強(qiáng)度提高了15.2%。80/20的力學(xué)強(qiáng)度相對(duì)也有所提高,隨著PS-nanoCaCO_3比例的繼續(xù) 提高,力學(xué)性能成下降趨勢。
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