塑料改性相关知识

塑料改性相关知识点城市猎人1笔记日期：2015.12.06聚乙烯类聚乙烯(PE)是指由乙烯单体经自由基聚合而成的聚合物，其产量占合成树脂总量的20%左右，是产量最大的通用树脂聚乙烯为线型高分子聚合物，具有烷烃相似的结构，属于高分子长链脂肪烃;分子对称无极性，分子间作用力小，力学性能不高，熔点低，印刷性不好，影响了其应用范围，故国内外对PE的改性展开了大量研究：英国学者R.GRaj和B.v.Kot护0]采用了硬脂酸!矿物油以及马来酸配改性后的PE蜡对填料进行处理，然后与高密度聚乙烯(HDPE)混合制成复合材料，并研究了添加剂的种类和填料的含量对复合材料性能的影响刘亚群等人[2.]致力于高填充方面的研究，制备出了高达80%滑石粉尸E共混体系，着重研究了该体系的流变性能结果发现，由于滑石粉含量高达80%，使得这种材料在自然环境下能溶解于土壤中，很好地解决了聚乙烯污染问题舒中俊等人[22]对PE和纳米级粘土组成的复合材料的燃烧性能进行了研究，发现纳米级粘土含量为5%时，表征火灾强度的热释放速度的峰值(PHRR)可降低60%以上同时，FPI指数升高，热分解质量损失速率!CO的产生率都有所下降这些都表明纳米级粘上的加入，提高了PE的阻燃性能陆桂娜等人[23采用熔融共混制备了纳米级碳酸钙改性的PE防雾滴膜通过比较，发现纳米碳酸钙比有机膨润土和微米滑石粉的防雾滴效果要好经改性的PE膜对红外线和紫外线的阻隔能力也有一定的提高梁琦等[24]采用鳞片石墨FG和短纤维cF对高密度聚乙烯HDPE进行抗静电及增强改性研究测试及分析了HDPE混合体系的电学性能和拉伸性能，结果表明，添加一定量的石墨能明显提高材料的抗静电性能，通过加入纤维可以改善体系的强度，同时短纤维有助于降低材料的体积电阻率刘欣萍等人[25]采用经过表面处理的氧化钙填充到聚乙烯(PE)中，制得CaO一PE薄膜，其力学性能达到国家标准氧化钙填充量最高可达30%研究发现:添加1%复合光敏剂的CaO一PE薄膜在高压汞灯的照射下具有较好的光降解性能，酸性条件下其质量失重率增大聚丙烯类聚丙烯(PP)密度小，刚性和硬度高，原料来源广泛，易于加工成型，产品综合性能优良，用途非常广泛，己成为通用树脂中发展最快的品种之一，但其耐寒性差，低温易脆断，收缩率大，制品尺寸稳定性差影响了其进一步发展：Yu等[26]和Tjng等[27]分别研究了钦酸钾晶须的表面处理与添加量对其增强PP胜共混物的介电性能和力学性能的影响情况结果发现，晶须的表面处理对材料的性能影响很大，适宜的偶联剂可以大幅度提高复合材料的湿态介电稳定性;复合材料的力学性能与介电稳定性，在晶须用量不超过20phr时，随晶须量的增加而增强，之后随晶须量的增加出现下降微观分析表明，晶须用量不超过20Phr时，体系中PP为连续相，PA为分散相，晶须均匀地分散在分散相PA中，其主要是因为表面改性过的晶须与极性PA分子之间存在较强的相互作用MzRong等[28将纳米caco3!5102与有机单体苯乙烯!甲基丙烯酸甲脂等共混进行辐射处理后跟聚丙烯熔融挤出制得纳米复合材料研究发现复合材料的冲击强度!屈服强度!断塑料改性相关知识点城市猎人2裂伸长率等力学性能有大幅度的提高Msumito等[29l用微米级粒子以及纳米5102，填充改性聚丙烯填充结果显示:填充体系的拉伸强度!冲击强度与纯聚丙烯比较均强;并且纳米5102对聚丙烯冲击性能的改善程度远大于微米级粒子马来西亚的y.w.Leong等人1301在研究中发现只用滑石粉或者碳酸钙填充的聚丙烯复合材料，跟用滑石粉与碳酸钙混合填充的聚丙烯复合材料比较，发现在热带气候条件下，后者比前者更能抵抗环境的侵蚀;同时发现经过表面处理的填充剂对性能的提高有很大的帮助;尽管单一填充的复合材料的机械性能要比混合填充的好，但经过自然风化实验后发现，混合填充复合材料在张力!弯曲强度!延长和刚性突变等力学性能的保持力上都比单一填充的复合材料好李春等[3.]研究了贝壳粉对聚丙烯(PP)的改性，考察了贝壳粉添加量及粒径对PP力学性能的影响结果表明，当平均粒径为3.4林m时，添加量的最佳值为10%，与空白PP相比，拉伸强度提高了2.81%，弯曲模量提高了21.34%，冲击强度提高了66.14%弯曲模量和冲击强度的改进上，贝壳粉要优于普通碳酸钙和滑石粉。雷文等[32]采用钦酸酷偶联剂NDz401及硅烷偶联剂KH550处理纳米氧化铝，采用挤出工艺将纳米氧化铝与聚丙烯(PP)进行共混，研究纳米氧化铝加入量及偶联剂处理对纳米氧化铝填充PP力学性能的影响研究发现:填充适当比例的纳米氧化铝可提高PP的拉伸强度!弯曲强度!冲击强度!拉伸模量值，但弯曲模量有所下降;偶联剂处理可改善纳米氧化铝填充PP的力学性能。聚苯乙烯类聚苯乙烯(PS）为通用塑料的第三大品种，它具有透明!成型性好!刚性好!易染色!低吸湿性和价格低廉等优点，在包装!电子!建筑!汽车家电!仪表!日用品和玩具等行业已得到广泛应用但聚苯乙烯较脆，耐环境应力开裂及耐溶剂性能较差，热变形温度相对较低(70一98e)，冲击强度也不高因而在PS不显著损失模量的前提下增加其韧性一直是PS改性的重要课题。MKlein等[33]与华南理工大学的夏新江等人[34]在研究中都发现，与高抗冲聚苯乙烯(HIPS)相比，Ps/PB侧白至粉有与HIPs相似的/香肠0微区相态结构，其机理都属于银纹增强机理当PBR的体积在4%一5%时，其断裂伸长率高于HIPS;PS用B侧白至粉弯曲产生许多银纹，而HIPS弯曲产生/互联银纹网0，因而，PS/PB侧白里粉体系不易变形!不易形成微小空洞章文贡等[3.〕通过原位本体聚合制备三异丁氧基混合稀土掺杂PS，采用傅里叶变换红外光谱!紫外可见分光光度计!DMTA等对其表征，发现改性PS中存在着稀土金属离子和苯环的配位作用，改性PS的玻璃化温度(Tg)随稀土含量增加而下降，但其抗冲性能显著提高三异丁氧基混合稀土对PS的增韧改性作用明显熊传溪!皮正杰等=36]通过室温填充本体聚合制备了Ps/A12o:复合材料研究表明，半径小于0.5件m的超细A12O:能增韧增强PS且基体层的临界增韧厚度为0.1林m，而大于5林m的A12O:对PS无增韧增强作用华东理工大学的翁盛光等人[37]将纳米碳酸钙困an一cac03)颗粒先从水相中转移至醇相中，再通过甲基丙烯酸处理，在颗粒表面包覆了既具离子键又具聚合反应活性的表面层在稍高于100e温度下，经该项处理后的固含量大于80%的纳米CaCO:滤饼能均匀分散于苯乙烯单体中，用原位本体聚合法制得纳米CaCO3/PS(聚苯乙烯)原位复合材料TEM分析表明，原位复合材料中纳米CaC03颗粒能均匀分散于基体中，粒径在100nm以内，并由此提塑料改性相关知识点城市猎人3出分散相呈集散形貌的结构模型纳米CaCO:能对复合材料基体起到较好的增韧作用，含7%一8%纳米CaCO:的原位复合材料的冲击强度比纯PS提高了158%ABS类苯乙烯一丙烯睛一丁二烯三元共聚树脂(ABS)不仅具有良好的刚性!硬度和加工流动性，而且具有高韧性特点，是一个综合力学性能十分优良的塑料品种此外，ABS树脂还具有经济性!轻便性!长期使用稳定等特点因而，ABS树脂被广泛地应用于机械!电气!纺织等行业：在国外，日本的Kurauchi和ohtalss]在研究Pc/ABS和Pc/As共混体系的力学性能，特别是共混物的能量吸收时，首次提出了非弹性体(刚性)增韧理论c.y气rang等田]在研究ABs/cac03复合体系的熔融流动性性中发现:ABs，动性跟碳酸钙的粒径!填充率有很大关系，碳酸钙的粒径越小，其对流动性的影响跟温度的关系就越大;碳酸钙经过表面处理的复合体系流动性好穆秀玲[40]等研究发现滨/锑阻燃剂对ABs具有良好的阻燃作用，含溟量高的阻燃剂比含溟量低的阻燃效果好，对体系的冲击强度影响较小在含有溟/锑的阻燃ABS树脂体系内加入适量氢氧化镁，可提高体系冲击强度，且具有消烟效果加入CPE对体系增韧改性，可保证阻燃体系具有良好加工性能ABS树脂中加入8%一12%的滇/锑阻燃剂，0.5%~0.8%氢氧化镁及7%CPE可得到阻燃性能优良的阻燃树脂，树脂氧指数可达到31.2%杨欣华[4.]等研究发现，经硅烷偶联剂表面预处理的纳米Mg(oH):在ABs基体中达到纳米级分散，纳米Mg(0H):的加入在提高ABS氧指数的同时，明显降低了ABS燃烧产生日勺烟雾，且复合材料的流动性较好此外，通过ABs树脂与Pvc!PP等的共混改性[42一441，提高ABs的冲击强度!耐热性!耐化学腐蚀性，赋予沮燃性和抗静电性以及降低成本等优点，己经成为ABS合金研究领域的重要分支。聚氯乙烯类PVC是产量仅次于PE的通用热塑性塑料，PvC制品具有阻燃性!强度高!耐腐蚀性和电绝缘性好!易加工等优点，被广泛应用于国民经济的各个领域，但其组成结构上的缺陷也限制了它的进一步发展，主要表现在:热稳定性不好!抗冲击强度低和耐寒性不佳等为此，国内外大规模的展开了对PVC增韧!增强!提高耐热性的改性研究：在国外，美国RcA实验室的JordanRoyNelson等人[45]在研究中发现:炭黑填充PvC，不仅能使PVC的导电性能提高，而且能提高PVC成型时的热稳定性Pepmicek等人[46味叮用乳液改性法将增塑剂包裹在白土表面，使得白土表面由憎油性转为亲油性，进而与PVC进行复合得到复合材料;然后通过X射线衍射!热重分析等方法对白土/PVC复合材料的结构和性能进行了研究他们发现，改性温度和搅拌速度对改性效果影响最大，且改性白土/PVC材料性能比未改性白土/PVC材料性能好。巴西里约热内卢联合化工大学的BaltazarM.A.Pedr等人[47]利用相同的方法分别对滑石粉和碳酸钙进行处理，然后填充到PVC当中制成复合材料，最后利用差示扫描量热法(DSC)等手段对热学和力学性能进行了研究结果表明，当填充量从10份增加40份时，PVC/滑石塑料改性相关知识点城市猎人4粉复合材料的玻璃转化温度随填充量的增加而少量下降;而在相同的填充范围内，PVC/碳酸钙复合材料却没有这样的现象;在室温条件下，PVC/滑石粉复合材料的杨氏模量和拉伸断裂伸长率比PVC/碳酸钙复合材料稍微高一些;而且利用滑石粉填充PVC，能提高复合材料的抗弯模量和尺寸稳定性。纽约州立大学的FenglinYallg等人[48]对PVC复合材料的耐磨性进行了研究结果表明，碳化硅(SIC)和氧化铝(A12O3)能大幅度的提高PVC的耐磨性;硅和硅灰石对PVC耐磨性也有一定程度的提高作用;烟道灰和B4C在填充量超过10%时，PVC复合材料的耐磨性才能得到提高;而PVC最常用的填料碳酸钙对PVC的耐磨性能的提高没有明显作用护几merKaraylldirim等人[49]用热重分析法和质谱法研究了红泥!碳酸钙及白云石等填料对PVC热降解的影响，研究表明:碳酸钙的加入，能提高PVC的热降解温度，同时也能降低其质量亏损率;红泥会使PVC的降解速度加快，但却能捕捉HCI气体，减缓PVC的第二步降解速度，从而使苯!焦油和其他芳香烃在更高的温度才能生成。在国内，华中科技大学的刘青喜等人[50]采用氯乙烯单体直接插层到蒙脱土中进行原位插层聚合，制备纳米复合材料，并用小角X射线衍射(XRD)!扫描电子显微镜(SEM)和电子探针技术对复合材料进行了结构表征实验结果表明:采用原位插层聚合法制得的PVC/蒙脱土(MMT)复合材料为剥离型纳米复合材料湖北工学院的胡圣飞[5-}将经过表面处理的纳米cacO3粒子直接加入到熔融树脂中进行共混，制备了纳米CaCO3改性PVC的复合材料研究表明，用30nm的碳酸钙粒子填充PVC时，当用量为10%时，缺口冲击强度!拉伸强度分别为纯PVC的313%和123%张立峰等人[52]采用原位悬浮聚合法制备了Pvc纳米塑料他们将纳米无机填料均匀地分散于氯乙烯单体中，使活性纳米填料粉体表面与氯乙烯等发生化学反应或物理吸附，达到表面吸附的目的纳米无机填料在氯乙烯中原位聚合制备增韧!增强PVC，可以解决传统的共混方法易