玄武巖纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、本文根據(jù)聚丙烯(PP)在汽車用樹脂上的廣泛應(yīng)用與實(shí)際需要，對(duì)其進(jìn)行增強(qiáng)與增韌改性的研究。采用新型環(huán)保纖維材料玄武巖纖維(BF)對(duì)聚丙烯進(jìn)行增強(qiáng)改性，采用以聚苯乙烯為末端段，以聚丁二烯加氫得到的乙烯-丁烯共聚物為中間彈性嵌的線性三嵌共聚物(SEBS)、乙烯-丙烯-非共軛二烯烴的三元共聚物(又稱三元乙丙橡膠，EPDM)、聚烯烴彈性體(POE)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)四種彈性體對(duì)聚丙烯進(jìn)行增韌改性，并且通過加入相容劑(PP-g-MAH

2、)來(lái)改善聚合物之間的相容性。
　　通過融熔共混的方法分別制備了PP/BF復(fù)合體系、PP/PP-g-MAH/BF復(fù)合體系以及PP/PP-g-MAH/彈性體/BF復(fù)合體系，之后對(duì)每種不同玄武巖纖維含量的相同復(fù)合材料體系以及不同組分的復(fù)合材料體系進(jìn)行了拉伸、沖擊實(shí)驗(yàn)，通過掃描電子顯微鏡(SEM)實(shí)驗(yàn)觀察其缺口沖擊斷面形貌，研究復(fù)合體系的力學(xué)性能機(jī)理:采用差示掃描量熱儀(DSC)對(duì)復(fù)合材料的非等溫結(jié)晶行為進(jìn)行分析，運(yùn)用結(jié)晶動(dòng)力學(xué)理論研究復(fù)

3、合體系的結(jié)晶性能及機(jī)理;運(yùn)用偏光顯微鏡(POM)研究復(fù)合材料的球晶生長(zhǎng)狀況和球晶形態(tài);應(yīng)用X射線衍射儀(XRD)研究復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu);通過熱重實(shí)驗(yàn)(TGA)分析復(fù)合材料的受熱失重情況，研究復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性能。
　　通過力學(xué)性能研究表明:PP/BF復(fù)合材料隨著BF含量的遞增拉伸性能提升顯著，經(jīng)對(duì)比10％BF含量的不同組分復(fù)合材料力學(xué)性能可知，彈性體與相容劑的加入提高了復(fù)合材料的拉伸與沖擊等的力學(xué)性能，其中加入彈性體EPDM的拉伸

4、強(qiáng)度最大，加入彈性體POE的沖擊韌性最好。
　　通過對(duì)非等溫結(jié)晶行為的研究表明:隨著冷卻速率的增加，結(jié)晶速率增大，結(jié)晶溫度降低，熔融溫度降低。相比于純PP來(lái)說，BF的加入促進(jìn)了復(fù)合材料的結(jié)晶性能，使結(jié)晶溫度提高，結(jié)晶速率提高，相容劑PP-g-MAH對(duì)復(fù)合體系的結(jié)晶性能影響不大，彈性體的加入促進(jìn)了結(jié)晶性能。通過POM圖片可以看到，10％BF含量的復(fù)合材料，彈性體促進(jìn)復(fù)合材料的成核，EPDM和EVA對(duì)促進(jìn)結(jié)晶的性能最明顯，球晶在單位時(shí)