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m-TMI接枝聚丙烯及其在木塑复合材料中的应用

作　者: 马丽春
导　师: 孙才英；郭垂根
学　校: 东北林业大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: m-TMI-St-g-PP 木塑复合材料界面相容性非等温结晶动力学流变性能燃烧性能
分类号: TQ325.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

聚烯烃属非极性聚合物,与木粉之间是不相容的,为了实现聚烯烃与木粉的相容共混,需要对聚烯烃进行功能化改性,再将官能化的聚烯烃作为相容剂添加到以聚烯烃为基体的复合材料体系中,以实现对共混体系的增容改性。本文选择了一种带有特殊官能团的极性单体对聚烯烃利用挤出技术进行接枝改性,制备出一类新型的反应型相容剂,并应用于高木粉含量的木塑复合材料(WPC)体系中,同时对此类相容剂的增容效果和增容规律进行了探讨。采用一种含有不饱和键和异氰酸酯双官能团的极性单体m-异丙烯基-α,α--二甲基苄基异氰酸酯(m-TMI)对聚丙烯(PP)进行熔融接枝改性,探讨了单体m-TMI用量、引发剂过氧化二异丙苯(DCP)用量、共单体苯乙烯(St)用量、反应时间、反应温度和转速对接枝反应的影响。结果表明：m-TMI单体成功地接枝到了PP链上；St共单体能有效提高m-TMI的接枝率用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析(TGA)研究了m-TMI和St对PP热性能影响,并用Avrami, Ozawa和Mo三种方法分析了非等温结晶动力学参数。表明Mo方法能成功地描绘PP, m-TMI-g-PP和m-TMI-St-g-PP三者的整个非等温结晶过程。三者的非等温结晶过程的活化能ΔE通过Kissinger方法计算,结果证实了St和m-TMI对PP的结晶具有成核效应。TGA表明St抑制PP链的降解,并提高了接枝产物的热稳定性。将m-TMI-St-g-PP作为反应型相容剂应用于WPC中,探讨了相容剂m-TMI-St-g-PP(0-14%)和木粉含量(60-80%)对WPC各性能的影响,通过力学,热变形温度HDT,软化点VST,热重TGA,差示扫描DSC,动态流变行为,吸水性能和扫描电镜SEM等手段进行了表征。各种性能表明：m-TMI-St-g-PP添加量10%最好。同时综合考虑成本和环境问题,最后选择木粉含量为70%。利用热重分析法(TGA)和锥形量热仪(CONE)研究了不同木粉含量对WPC热稳定性和燃烧性能的影响。TGA研究结果表明,随着木粉含量的增加,WPC的热稳定性逐渐降低,但体系的成炭量明显提高；CONE实验结果表明,WPC的HRR、SEA、SPR的值均低于纯PP,并且随着木粉含量的增加,降低得越明显。说明木粉在一定程度上抑制了WPC的热释放及烟释放,延缓了WPC的分解燃烧过程。

m-TMI接枝聚丙烯及其在木塑复合材料中的应用

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