PP的热处理 力学性能能怎么样?热性能如何?电性能是多少?

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PP材料是什么?PP材料4大特性详解
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摘要:PP材料一般指聚丙烯,聚丙烯,是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯、和间规聚丙烯三种。下面装修之家网小编为大家介绍PP材料是什么及PP材料的4大特性,一起来看看吧。
PP材料是什么?PP材料4大特性详解
PP材料一般指聚丙烯,聚丙烯,是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯、和间规聚丙烯三种。下面装修之家网小编为大家介绍PP材料是什么及PP材料的4大特性,一起来看看吧。
PP材料是什么?
PP材料中文名是聚丙烯,英文名是polypropylene,前面一个P代表poly-“多个,聚合”的意思,后面一个P代表propylene“丙烯”的意思。耐温-20~120度,是最常见的微波炉用塑料之一。
我们常见的一些老式的日用品拖鞋就是用PVC做的,它们夏天软冬天变的很硬这就跟PVC的温敏性有很大关系。PVC在高温下会***有毒气体--氯气。三者中PVC的密度最大。
PP材聊日用品三者都是高分子材料,并且都是聚烯烃类的。通俗点说它们都是塑料原料,这三者一般都是粒状的。
普通的日用品塑料袋都是用PE做的,它的韧性比较好,PE还分HDPE(高密度聚乙烯)和LDPE(低密度聚乙烯),密度的不同,导致它的某些性能又有很大差异。
PP材料日用品塑料中比较安全的塑料,一般食品上的包装袋就是用它来做的,当然PP也有等级,包装食品用的必须是食品级的了。PP在三者中密度最小,可浮于水面。
像这些高分子材料一般都可加入一些其它材料对其进行改性,使在它的总体性能或在某一方面性能优越,以用作特殊用途,当然改性后价格有时会大幅度提高。
PP材料特性:
1、PP材料物理性能
PP材料为一种质量最轻的塑料,本身无毒无味。从物理性能最易了解PP是什么材料。它的收缩率比较大,因此成型的产品对尺寸的精确度欠缺。但是PP材料产品的表面光泽美观,利于对产品着色。
2、PP材料力学性能
对PP是什么材料你是不是已经有了一个大概的轮廓,我们再来看看PP材料的力学性能。PP材料属于高聚物,并且内部结构稳定,因此PP材料就具有稳固的力学性能。在一般情况下可以保持30MPa的强度,远高于聚乙烯聚合物。
3、PP材料耐候性能
耐候性能,就是指PP材料对室外环境的耐久性能。也就是指对阳光、气候、风雨的承受能力。既然我们知道PP是什么材料,就要了解它的耐候性。PP材料对紫外线非常敏感,因此它的抗老化性能就不太好,但是通过一定方法是可以解决的。
4、PP材料热性能
热性能顾名思义就是PP材料的耐热性。我们说PP材料在高温下可融化,具有流动性,但是这个高温是一般情况下无法达到的。因为PP材料具有很好的耐热性,因此PP材料制成的产品经过开水烫也不会产生丝毫的变形。
PP材料有毒吗?
最近人有问PP塑料有毒吗,小编今天就告诉大家,PP塑料本身是无毒的,PP塑料一般用于塑料瓶、塑料袋、塑料膜等等加工,但PP塑料在经过加工时会添加塑料颜料。塑料填料,增塑剂等各种化学成分,这些化学添加剂是有毒的。
在这里建议大家如果是用于高温的话最好不要用塑料的,因为如果高温的话会把塑料制品里面的塑料颜料.塑料填料,增塑剂等化学添加剂挥发出来这样的话就有毒了,选择塑料杯或者是其他塑料制品是一定要到正规的商场去。
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第 11 期 2008 年 11 月高分子学报ACTA POLYMERICA SINICANo. 11 Nov. , 2008PP EPDM CaCO3 三元复合材料的相结构及力学性能研究<
br />朱德钦 生 瑜***王剑峰福州 350007)( 福建师范大学化学与材料学院摘 要采用 以化学键合方式在 CaCO3 表面包 覆上聚 丙烯蜡 和将改 性后的 CaCO3 先 与 EPD 复 合、 M 再与 PP复合 的工艺, 制备 PP EPDM CaCO3 三元复合材料, 以期在 PP 基体材料 中得到 EPDM 包裹 CaCO3 的相 结构. 通 过测量三元复合体系中各组分的表面张力, 计算 各可能组分对之间 的界面张 力和黏结功, 分析 三元复合 体系 中可能的相结 构. 热力学计算结果表明, 三元复 合体系 中既存 在以 EPDM 为壳、 CaCO3 为 核的 核壳 结构 , 又 存在 CaCO3 与 EPD 各自独立分散在 PP 基体中 的结构. 电 镜照片进 一步揭 示, 在 PP EPDM 改性 CaCO3 三 元 M 复合 体系与 PP EPDM 未 改性 CaCO3 三元复合体系中, 这两种相结构的比例是不同的, 在前者中 以核壳结 构为 主. CaCO3 表面性质的不同是产生这一差别 的原因. 由于这一结构差别的存在, PP EPDM 改性 CaCO3 三元 复合 体系比 PP EPDM 未改性 CaCO3 三元复合体系具有更好的力学性能. 当 EPDM 用量为 8 phr、 改性 CaCO3 用量为 15 phr 时, 三 元复合体系的冲击强度达 14 25 kJ m 2 , 是纯 PP 的 3 17 倍. 关键词 碳酸钙, 表面改性, 聚丙烯, 三元乙丙橡胶, 相结构, 力学 性能作为四大通用塑料之一的聚丙烯( PP) 因其优 良的综合力学性能、 化学稳定性和耐热性、 较好的 成型加工性能和相对低廉的价格而在生产生活中 扮演越来越重要的角色. 但同时 PP 也存在冲击韧 性低、 低温易脆裂、 耐候性差、 强度、 模量、 硬度低、 成型收缩大、 尺寸稳定性差、 制件易变形等缺点, 极 大地限制了其应用. 因此, 增强增韧 PP 以拓宽其应 用领域一直是人们研究的热点. 早期对 PP 的增韧 主要是以 EPDM 等弹性体作为增韧剂, 但此法往往 在提 高 PP 韧性 的同 时, 牺 牲了 其刚 性和 强 度. CaCO3 与弹性体协同增韧 PP 是近年来研究开发的 增韧新技术. 它既能发挥刚性粒子填充基体的增强 作用又能有效提高材料韧性, 显示出独特的优越 性 . 但因 CaCO3 亲水疏油, 易发生团聚, 与 PP、 弹 性体 EPDM 相容性差, 致使其优势得不到应有的发 挥. 因此对 CaCO3 进行适当的表面改性以降低其表 面极性对其在 PP 中的应用具有重要的意义. 目前 已报道的 CaCO3 的表面改性方法有许多, 主要有表 面改性剂处理 , 弹性体包覆 , 核壳结构法[2] [ 3] [4] [1]的理论分析 , 当刚性粒子与弹性体分别独立分散 于 PP 基体中时, 难以得到预期的改性效果. 只有当 高模量刚性无机填料表面部分或全部包覆上弹性 体层、 并良好分散在基体中时, 软壳才能有效地将 应力从基体传递到硬核, 耗散能量, 从而提高材料 的力学性能. 作者采用本课题组专利方法 在碳酸钙表面 化学键合上与 PP 基体性质相近的聚丙烯蜡, 以期 降低 CaCO3 表面极性, 提高其与基体的相容性, 文 献[ 7] 报道了有关该改性方法的表征. 本文主要研 究改性 CaCO3 填充 PP EPDM 中, 对三元复合材料 的相结构及力学性能的影响, 有关材料的结晶性 能、 热性能等表征亦将随后报道.[ 6][ 5]11 1实验部分主要原料及试剂 聚丙烯( PP) , F401 型, 甘肃兰 港石化有限公司; 聚 丙烯 蜡改性 CaCO3 , 简 称为改 性 CaCO3 或 PPW CaCO3 , 用专利方法通过化学键在 CaCO3 表 面包覆聚丙烯蜡; 其中, 原料 CaCO3 的粒径为 90 nm, 上海耀华纳米科技有限公司; 聚丙烯蜡( PPW) 的分子量为 6500, 江苏 江阴市东风合 成化工厂.等.对于弹性体 刚性粒子协同增韧 PP 体系, 影响其力 学性能的因素多而复杂, 不但与组分的构成及特性 有关, 还与材料中的相结构密切联系. 根据 Matonis*
修稿; 福建省科技厅( 基金号 , ) 和 教育厅基 金( 基金号 JB06075) 资助 项目; ** 通讯联 系 人, E mail: shengyu@ f jnu. edu. cn 1061 1062高分子学报2008 年EPDM, 3745p 型, 美国杜邦公司. 1 2 实验仪器及设备 高速混合机, SHR 25A 型, 张家港市轻工机械 厂; 接触角测定仪, TY 82 型, 河北承 德实验机总 厂; 双辊开炼机, SK 160B 型, 上海橡胶机械厂; 双 螺杆挤出机, TE 34 型, 南京科亚挤出机设备有限 公司; 注塑成型机, JN55 E 型, 震雄塑料机械有限 公司; 机械式拉力试验机, LJ 5000N 型, 河北承德 实验机有限公司; 简支梁冲击试验机, ZBC 4 型, 深圳新三思材料检测有限公司; 植物纤维破碎机, FZ102 型, 北京市永光明医疗仪器厂; 压片机, HY 12 型, 天津光学 仪器厂; 压力成 型机, YX 25( O) 型, 上海西玛伟力橡塑机械有限公司. 1 3 材料接触角的测定 将未改性和改性 CaCO3 粉末用制样机制成圆 片; PP 和 EPDM 用压力成型机压成约 20 m 的薄 片, 然后用接触角测定仪测定样品与各种试剂的 接触角. 1 4 备 先将 CaCO3 加入料桶温度为 60 ! 高速混合 机中, 依次加入计量的丙烯酸( AA) 、 过氧化苯甲 酰( BPO) 和 PPW, 搅拌 30 min. 而后 料桶升 温至 120 ! , 继续搅拌 20 min 后出料, 得到聚丙烯蜡改 性 CaCO3 . 先将改性 CaCO3 与 EPDM 按不同比例在双辊 开炼机上塑 炼均匀后, 破碎成细粉. 再将细粉与 PP 混匀后, 用双螺杆挤出机挤出、 造粒, 然后用注 射机制成国家标准测试样条.Table 1 Wat er Uncoated CaCO3 PPW CaCO 3 PP EPDM 76 5 101 0 118 0 113 01 5相结构分析 取样条的冲击断面用于复合材料的相结构分析, 为提高 PP 基体和 EPDM 相之间的反差, 样品 断面用二甲苯室温下处理 0 5 h, 以移除样品表面 的 EPDM 组分. 样品经离子溅射仪镀金后, 在荷兰 PHILIPS 公司的 XL30 ESEM TMP 型环境扫描电镜 上进行断面形貌观察. 1 6 机械性能测试 参照国标 GB1040 92 测定材料拉伸 强度, 参照国标 GB1043 79 测定缺口冲击强度.2结果与讨论2 1 改性 CaCO3 与 PP、 EPDM 之间的界面及相 容性的研究 超细 CaCO3 粒子比表面积大, 反应活性大, 表 面极性大, 易发生团聚, 因此与非极性的 PP 基体 共混时出现填料分散不均匀、 与基体相容性差等 问题, 导致界面黏结弱, 直接影响到改性材料的加 工与使用性 能, 尤其是力学性能. 因此研究改性 CaCO3 的表面性质, 探讨其与 PP 基体之间的界面 及相容性, 对于研究改性 CaCO3 填充 PP EPDM 三 元复合体系的力学性能具有重要的指导意义. 通过测定 不同极性的液 体在样品上 的接触 角, 可以比较样品与液体之间的相容性与润湿性, [8] 在一定程度上可以反映出样品的表面性质 . 从 表 1 可见较之未改性的 CaCO3 , 改性 CaCO3 与非 极性的液 体石蜡 的接 触角略 有下降, 说 明改性 CaCO3 对非极性液体的润湿 性有一定程度提高; 与极性较大的液体如蒸馏水、 乙二醇、 丙三醇的接PP EPDM 改性 CaCO3 三元复合材料的制Contact angle of materials used in this investigat ion with different liquids Glycol 50 25 71 7 78 5 76 0 G lycerol 59 5 95 5 93 5 87 0 Aniline 16 0 15 75 14 0 15 5 Liquid paraffin 16 0 11 7 10 5 10 5触角均有较大提高, 甚至超过 90 这说明 CaCO3 ?. 表面已经由亲水变为疏水, 表面极性显著降低. 通过接触角数据, 可以进一步地计算出粉体 的表面张力, 研究其表面性质. 根据文献有:l分别表示液体表面张力的色散分量和极性分量. 据表 1 所测接触角和从文献查到的这些液体相应 d p d 12 的 l 、 l 、 l 数据, 以 1 ( 1+ cos ) 2( l ) 对 ( (p l p s l d) 做图, 求出直线的截距(d s p12d s)12和斜率( 1+ cos ) # 2[ (d s ld)12+ (p s lp) ] ( 1)p12)12, 进一步可算出s、 s , 即可求得各材料的表面 张力 其是极性分量, 如表 2 所示. 从表 中可见 PPWp s式中l为液体表面张力,为接触角,d s、s 则d lCaCO3 较未改性 CaCO3 的表面 张力明显下降, 尤 大幅 度下降, 并且接 近 PP 及为固体表面张力的色散分量和极性分量,、lp 11 期朱德钦等: PP EPDM CaCO3 三元复合材料的相结构及力学性能研究21063EPDM 的极性分量, 仅 为 0 71 mJ m , 证实 CaCO3 表面包覆聚丙烯蜡后, 可达到降低其表面极性、 提高与 PP、 EPDM 相容性的目的.Table 2 Surface t ension and its dispersion and polar component of materials used in this investigat ion Surface t ension ( mJ m 2 ) Material Dispersion component ( Uncoated CaCO3 PPW CaCO 3 PP EPDM 17 99 22 17 29 80 28 00d s )Polar component ( 27 62 0 71 0 53 0 68sp)Total ( 45 61 22 88 30 33 28 68s)2 2PP EPDM 改性 CaCO3 三元复合体系的相面张力12, 结果见表 3.结构分析 [ 9] Pukanszky 等 在 制备 PP EPDM CaCO3 三元 复合材料的过程中发现, 复合材料的最终相结构 是由诸多因素所决定的, 包括热力学因素和动力 学因素, 如体系中自由能的改变, 相界面黏结力, 聚合物熔体黏度及材料混炼过程中受到剪切力大 小等. 本 研究 中可能 存在 的 相结 构有 EPDM 与 CaCO3 粒子各自分散于 PP 基体中; CaCO3 粒子被 EPDM 包裹形成核壳结构, 再分散于 PP 基体中; 或同时具有这两种相结构. 最终相结构究竟如何, 可以通过形成各种相界面的表面自由能做一定量 判断. 当体系中有新的表面及相界面形成时, 体系 需要消耗能量且相结构趋于具有最小总自由能的 形态. 表面能的变化与新表面的大小及界面张力 相对应的, 界面张力可以通过 Wu 得出:12 [ 10]由表 3 可以发现, 不管 CaCO3 改性与否, 在同 一三元复合体系中, PP CaCO3 与 EPDM CaCO3 的 界面张力无明显差别, 这表明 CaCO3 均有可能分 散在 PP 和 EPDM 中. 由于在本研究中三元复合材 料的制备采用先将 CaCO3 与 EPDM 制成母料后, 再和 PP 进行复合的方式, 因此, 在母料中形成的 EPDM 包裹 CaCO3 粒子的 核壳结构能否 保持, 就 要看其是否能经受住加工过程中剪切力的作用. 剪切力倾向于将 EPDM 从 CaCO3 表面剥离, 从而 破坏 CaCO3 EPDM 所形成的核壳结构. 因此, 为了 表征三元体系中, 各相界面的黏结力大小, 按下式 进一步计算体系中各相界面的黏结功: d d 12 p p 12 W12 = 2( 1 2 ) + 2( 1 2 ) ( 3)由 表 3 还 可 以 发 现, PP CaCO3 和 EPDM CaCO3 的黏结功 W 12 相差无几. 然而, 由于 PP 的 低黏度及在整个材料中更高的浓度, 所以 CaCO3 粒子有可能被加工中的剪切力从 EPDM 中拽出而 被 PP 所包围, 在基体中独立分散, 导致最终的相 结构既存在以 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. 这 一分析与扫描 电镜的结果( 见 2 3 节) 是一致的.的计算公式2= [( [(p 1d 1)12- (p 2d 2) ] + ]212)12- ()12( 2)式中 力,d12为两种相互接触材料 1、 之间的界面张 2p、 分别为材料表面张力的色散分量和极性分量. 因此, 利用表 2 中各材料的色散分量和极性 分量, 可计算得到 CaCO3 、 EPDM 三者之间的界 PP、Table 3 The calculat ed interfacial tension and work of adhesion for all possible PP EPDM, PP CaCO3 , EPDM CaCO3 pairs in t he ternary composites Syst em PP EPDM uncoated CaCO3 Possible pairs PP EPDM PP uncoated CaCO3 EPDM uncoated CaCO3 PP EPDM PPW CaCO3 PP EPDM EPDM PPW CaCO3 PP PPW CaCO3 Interfacial tension (12 )Work of adhesion ( W 12 ) ( mJ m ) 58 97 53 97 53 56 58 97 52 64 51 232Final phase struct ure in ternary composites Separat ion and encapsulat ed( mJ m )20 037 23 81 22 04 0 037 0 66 0 24Separat ion and encapsulat ed 1064高分子学报2008 年虽然经本方法改 性后, CaCO3 在三元体系中 未能全部被 EPDM 包裹形成 核壳结构 , 但由表 4 可见, 改性 CaCO3 同 PP 及 EPDM 的界面张力均 有明显下降, 且改性 CaCO3 与 PP 及 EPDM 的极性 很接近, 说明改性 CaCO3 与 PP 基体及 EPDM 均具 有良好的相容性. 用其填充 PP 后, 它能够与基体 在充分接触浸润后形成有效相互作用的界面层, 改善其与基体树脂之间的界面黏结, 促进应力的 均匀传递, 减缓应力集中, 阻止裂纹扩展, 提高材 料的力学性能. 2 3 PP EPDM CaCO3 三元复合材料断面形貌 图 1、 2 分别为 PP EPDM 未改性 CaCO3 三 图 元复合材料及 PP EPDM 改性 CaCO3 三元复合材 料的冲击断面经二甲苯刻蚀前( a) 及刻蚀后( b) 的 电镜照片, 图( b) 中的黑洞和球形低洼部分代表被 选择性刻蚀除去的 EPDM 颗粒. 从图中可以看出, 对于 PP EPDM 未改性 CaCO3 复合体系, CaCO3 粒 子在 PP 基体中团聚严重且粒子与基体的界面明 显( 图 1a) , 其相结构基本上是以 CaCO3 与 EPDM各自独立分散在 PP 中为主, 但仍有少量 CaCO3 粒 子保持 了被 EPDM 包裹的 结构 ( 图 1b) ; 而 对于 PP EPDM 改性 CaCO3 复合体系, 可以看出 CaCO3 经表面改性后, 其与 PP 基体之间的 界面趋于模 糊, 在基体中的分散性也得以明 显改善( 图 2a) . 大部分 CaCO3 颗粒存在于 EPDM 被刻蚀后形成的 孔洞中, 这说明形成了以 EPDM 为壳, CaCO3 为核 的 核壳结构 , 同时还有少量的 CaCO3 分散在 PP 基体中( 图 2b) . 尽管这两个体系中均存在着以 EPDM 为壳, CaCO3 为核的 核壳结构 和 CaCO3 与 EPDM 各自 独立分散在 PP 基体中的两种相结构, 但这两种相 结构所占的比例是明显不同的. 这显然与 CaCO3 的表面处理所带来的表面性质的改变有关, 说明 通过对填料的表面改 性和选择母料 法的加工工 艺, 有利于形成弹性体包裹刚性粒子的核壳结构, 但不能完全控制这一结构的形成. 通过少量弹性 体包裹刚性粒子, 制备 核壳结构 粒子的形成方 法已在本课题组研究成功, 这一结果将随后报道.Fig. 1Fractographs of PP EPDM uncoated CaCO 3 composites before ( a) and aft er ( b) et chedPP EPDM CaCO3 = 100 10 15Fig. 2 Fractographs of PP EPDM PPW CaCO3 composites before ( a) and after ( b) etched PP EPDM PPW CaCO3 = 100 10 152 4PP EPDM 改性 CaCO3 三元复合体系的力学性能 2 4 1 EPDM 用量对复合体系力学性能的影响 从图 3、 4 可见, 固定 CaCO3 用量为 15 phr 时, 图 随着 EPDM 用量的增加, 改性 CaCO3 体系与未改 性 CaCO3 体系的冲击强度均有不同程度的提高,但改性 CaCO3 体 系的 增 幅 要明 显 大 于 未改 性 CaCO3 体 系; 当 EPDM 用量 达 到 8 phr 时, 改 性 CaCO3 体系出现明显的脆韧转 变, 冲击强度大幅 度提高. 同时, 材料的拉伸强度逐步下降, 这是由 EPDM 的低模量特性所决定 的. 但改性 CaCO3 体 系的拉伸强 度要明显高于相应未改性 CaCO3 体 11 期朱德钦等: PP EPDM CaCO3 三元复合材料的相结构及力学性能研究1065系, 即使在 EPDM 用量为 12 phr 时, 改性 CaCO3 体 系的拉伸强度也比未改性 CaCO3 体系高 12% . 这 归因于改性 CaCO3 与 EPDM、 有较好的相容性, PP其间形成较为稳定的界面层, 有利于将应力从基 体传递到 CaCO3 , 使体系的力学性能得到改善.Fig. 3Effect of contents of EPDM on notched impactFig. 4 Effect of cont ents of EPDM on tensile strength of PP EPDM CaCO 3 composites CaCO3 = 15 phrstrength of PP EPDM CaCO3 composites CaCO3 = 15 phr2 4 2 改性 CaCO3 用量对复合体系力学性能的 影响 从图 5、 6 可见, 固定 EPDM 的添加量 图 为 8 phr 时, 随 着 CaCO3 用 量 的 增 加, 未 改 性 CaCO3 和改性 CaCO3 三元体系的拉伸强度及断裂伸长率均有不同程度下降, 但改性 CaCO3 体系的 下降趋势 明显 滞后, 在改 性 CaCO3 用 量小 于 10 phr 时拉伸强度及断裂伸长率基本保持不变.Fig. 5Effect of cont ents of CaCO3 on t ensile st rength ofFig. 6Eff ect of contents of CaCO 3 on elongation atPP EPDM CaCO3 composites EPDM= 8 phrbreak of PP EPDM CaCO3 composites EPDM= 8 phr随着 CaCO3 用量的增加, 未改性 CaCO3 体系 和改性 CaCO3 体系的冲击强度均呈上升趋势( 见 图 7) , 这表明不论改性与否, CaCO3 和 EPDM 之间 对 PP 的增韧存在着协同作用, 这一结果与很多文 献报道相一致. 但从图 7 可见, 改性 CaCO3 体系的 升幅更大, 在 CaCO3 用量为 15 phr 时, 体系的冲击 强度 达到峰 值, 为 14 25 kJ m , 是 纯 PP 的 3 17 倍. 这一结果显然与 EPDM 与 CaCO3 在 PP 基体中 的相结构有 直接关系. 从 2 3 节可知, 在未改性2CaCO3 体系中, CaCO3 与 EPDM 各 自独立 分散在 PP 中, 仅有少量 EPDM CaCO3 壳核 粒子; 而在改 性 CaCO3 体系中, 情 况正好相反, 存在着 大量的 EPDM CaCO3 壳核 粒子. 这种结构有效地提高了 弹性体的表观体积分数, 它们与纯弹性体一样, 能 有效地产生应力集中, 释放对塑性变形的限制, 诱 发基体产生剪切变形. 所以在相同的 EPDM 用量 下, 改性 CaCO3 体系比未改性 CaCO3 体系具有更 高的冲击韧性. 1066高分子学报2008 年明显下降. 改性 CaCO3 与 PP 基体及 EPDM 均具有 基本 同 等 的 良 好 相 容 性, PP CaCO3 和 EPDM CaCO3 的黏结功亦相差无几. 相结构分析表明, 三 元体系中既存在以 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. 电镜分 析结果证实了 这一分 析. 采用先将改性 CaCO3 与 EPDM 制成母料后, 再 和 PP 进行复合的方式, 有利于形成弹性体包裹刚 性粒子的核壳结构, 但不能完全控制这一结构的Fig. 7 Effect of contents of CaCO3 on not ched impact形成. PP EPDM 改性 CaCO3 三元复合体系的各项 力学性能均优于同等用量下的未改性 CaCO3 三元 复合体系. 当 EPDM 用量为 8 phr, 改性 CaCO3 用 量为 15 phr 时, PP EPDM 改性 CaCO3 三元复合材 料的力学性能最优, 冲击强度达 14 25 kJ m , 是 纯 PP 的 3 17 倍. 这一结果与改性 CaCO3 三元体 系较未改性 CaCO3 三元体系存在着更多的 EPDM 包裹 CaCO3 的 壳核 粒子有关.2strength of PP EPDM CaCO3 composites EPDM = 8 phr3结论在 CaCO3 表面以化学键合方式包覆聚丙烯蜡的改性方法, 使改性 CaCO3 的表面极性及表面张 力显著下降, 其与 PP 及 EPDM 的界面张力也均有REFERENCES1 2 3 4 5 6 7 8 9 Zhang L, Li C Z, Huang R. J Polym Sci, 13~ 1123 Demjen Z, Pukanszky B. Polym Compos, ) : 741~ 747 Premphet K, Preechachon I. J Appl Polym Sci, 57~ 3562 Ou Y C, Guo T T, Fang X P, Yu Z Z. J Appl Polym Sci, 97~ 2403 M atonis V A, Small N C. Polym Eng Sci, ~ 91 Sheng Yu( 生瑜) , Zhu Deqin( 朱德钦), Wang Jianfeng( 王剑峰) . China patent( 中国专利) , . 6.
Sheng Yu( 生瑜) , Zhu Deqin( 朱德钦) , Wang Jianfeng( 王剑峰) , Zhang Lizhen(张丽珍) , Zhu Zhenrong( 朱振榕) . Acta Polymerica Sinica( 高分子 学报) , 2008, ( 8) : 813~ 817 Kwok D Y, Gietzelt T, Grundke K, Jacobasch H J, Neumann A W. Langmuir, 80~ 2894 Pukanszky B, Tudos F, Kolarik J. Polym Compos, ) : 98~ 10410 Wu S. Polymer Interface and Adhesion. New York: Marcel Dekkar Inc, ~ 106STUDY ON PHASE STRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF PP EPDM CaCO3 TERNARY COMPOSITESZHU Deqin, SHENG Yu, WANG Jianfeng( College of Chemistry and Materials Science, Fujian Normal University, Fuzhou 350007)AbstractPhase structure is one of the important influence factors to the properties of the polymer elastomer rigidf iller ternary composite. In this paper, aiming to obtain the core shell microstructure with calcium carbonate ( CaCO3 ) particle as the core and ethylene propylene diene monomer copolymer ( EPDM ) as the shell in the ternary composite, the polypropylene ( PP ) EPDM CaCO3 composites were prepared using two techniques: surface 11 期朱德钦等: PP EPDM CaCO3 三元复合材料的相结构及力学性能研究1067modification of rigid filler and processing control. The modified CaCO3 ( PPW CaCO3 ) was prepared by using a patent method, and the modified layer of lower molecular weight polypropylene ( PPW) on the CaCO3 surface has the characteristics of chemical bonding. The processing control has a two step procedure. First, EPDM was compounding in a twin roll mill with raw CaCO3 or PPW CaCO3 followed by pulverization. Secondly, the pulverized EPDM CaCO3 or EPDM PPW CaCO3 powder was compounding with PP in a twin screw extruder. The possible phase structures in the ternary composites were analyzed from the views of thermodynamics by measuring the surface tension of each const itute and calculating the interfacial tension and work of adhesion for all possible PP EPDM, PP CaCO3 , EPDM CaCO3 pairs in the ternary composites. The calculation results indicate that there are two kinds of possible phase structures existing in the ternary composites, one is the core shell structure with CaCO3 particles as the rigid core and EPDM as the soft shell, another is CaCO3 particles and EPDM dispersing separately in PP matrix. However, SEM photos show that the proportions of the two structures in PP EPDM CaCO3 and PP EPDM PPW CaCO3 composites are different, the core shell structure mainly exists in PP EPDM PPW CaCO3 , resulting from the different surface properties of CaCO3 . Because of the core shell structure, the mechanical properties of PP EPDM PPW CaCO3 ternary composites are better than those of PP EPDM CaCO3 ternary composites. When the content of EPDM is 8 phr and PPW CaCO3 is 15 phr, the mechanical properties of composites are the best. The notched impact strength can reach 14. 25 kJ m , which is 3. 17 times higher than that of the PP matrix. Keywords Calcium carbonate, Surface modification, Polypropylene, Ethylene propylene diene monomer copolymer, Phase structure, Mechanical properties2
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