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PP/EPDM/nano-CaCO_3三元复合材料的形态与性能研究

作　者: 徐科杰
导　师: 王旭
学　校: 浙江工业大学
专　业: 材料学
关键词: 聚丙烯 三元乙丙橡胶 纳米碳酸钙 复合材料 增韧 形态
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


本论文采用两步法的共混工艺,先把EPDM与nano-CaCO3共混制成二元预混料,再将其与PP共混制备PP/EPDM/nano-CaCO3三元复合材料,研究了EPDM/nano-CaCO3二元预混料动态力学性及其协同增韧PP三元复合材料的形态与性能的关系,并进一步探讨了PP三元复合材料的增韧机理。主要的研究结果有:1、利用动态力学分析仪（DMA）研究了nano-CaCO3含量和共混时间对EPDM/nano-CaCO3二元预混料的动态力学性能的影响,结果表明,常温下,nano-CaCO3质量分数为70%,且共混时间15分钟,EPDM/nano-CaCO3二元预混料的储能模量、损耗模量和内耗正切达到最高值。EPDM与nano-CaCO3组成的二元共混物分散于PP基体中,通过nano-CaCO3团聚体及EPDM协同变形、界面脱粘成纤及诱导剪切带的形成耗散外界作用能,显著提高PP/EPDM/nano-CaCO3三元复合材料的冲击强度。2、研究了nano-CaCO3表面性能对PP三元复合材料力学性能、断面形态、流变性能和结晶行为的影响,讨论了EPDM和nano-CaCO3协同增韧PP的机理。当复合材料受到外力作用,一方面EPDM/nano-CaCO3二元共混物发生协同变形增韧PP三元复合材料;另一方面,PP与分散相脱粘形成空洞,而且界面有牵丝形成,平面的应力约束随着空洞的形成而释放,PP的塑性形变与空洞吸收大量外界能量;同时,由nano-CaCO3及其团聚体与基体脱粘形成的空洞,可以引发促进PP基体的剪切屈服,从而提高材料的冲击强度。3、研究了nano-CaCO3在PP三元复合材料中不同共混时间的粒子形态分布,发现nano-CaCO3有迁移现象,并采用软件POLYFLOW模拟密炼机中聚合物流体的剪切力场,研究剪切强度对nano-CaCO3迁移的影响。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-9
目录  9-11
第一章 文献综述  11-32
  1.1 前言  11
  1.2 聚丙烯共混增韧改性  11-25
    1.2.1 PP/橡胶  12-19
    1.2.2 PP/其它有机聚合物  19-20
    1.2.3 PP/无机刚性粒子  20-23
    1.2.4 PP/弹性体/无机刚性粒子  23-25
  1.3 PP复合材料的发展趋势  25-26
  参考文献  26-32
第二章 课题的意义与研究内容  32-35
  2.1 课题提出的背景  32
  2.2 本课题的提出及意义  32-33
  2.3 课题的研究内容与创新点  33-34
    2.3.1 课题的研究内容  33
    2.3.2 课题的创新点  33-34
  参考文献  34-35
第三章 EPDM/Nano-CaCO_3预混料动态力学性能及其对PP基三元复合材料韧性的影响  35-46
  3.1 概述  35
  3.2 实验部分  35-37
    3.2.1 主要原料  35-36
    3.2.2 主要设备  36
    3.2.3 试样制备  36-37
    3.2.4 工艺流程  37
    3.2.5 性能测试  37
  3.3 结果讨论  37-44
    3.3.1 Nano-CaCO_3含量对预混料动态力学性能及三元复合材料性能的影响  37-40
    3.3.2 共混时间对EPDM/Nano-CaCO_3预混料动态力学性能和三元复合材料性能的影响  40-42
    3.3.3 冲击断面形态  42-44
  3.4 本章小节  44-45
  参考文献  45-46
第四章 Nano-CaCO_3表面性能对PP/EPDM/Nano-CaCO_3三元复合材料性能的影响  46-65
  4.1 概述  46-47
  4.2 实验部分  47-49
    4.2.1 主要原料  47
    4.2.2 主要设备  47-48
    4.2.3 试样制备  48
    4.2.4 工艺流程  48
    4.2.5 性能测试  48-49
  4.3 结果讨论  49-62
    4.3.1 Nano-CaCO_3表面处理  50
    4.3.2 Nano-CaCO_3表面性能对PP三元复合材料力学性能和形态的影响  50-56
    4.3.3 Nano-CaCO_3表面性能对PP三元复合材料流变性能的影响  56-59
    4.3.4 Nano-CaCO_3表面性能对PP三元复合材料结晶行为的影响  59-62
  4.4 本章小节  62-63
  参考文献  63-65
第五章 Nano-CaCO_3粒子在PP三元复合材料中的选择性分布  65-83
  5.1 概述  65
  5.2 实验部分  65-67
    5.2.1 主要原料  65-66
    5.2.2 主要设备  66
    5.2.3 试样制备  66
    5.2.4 工艺流程  66
    5.2.5 性能测试  66-67
  5.3 结果讨论  67-79
    5.3.1 形态及Nano-CaCO_3粒子选择性分布  67-70
    5.3.2 加工工艺条件对Nano-CaCO_3粒子迁徙的影响  70-76
    5.3.3 冲击强度和增韧机理  76-79
  5.4 本章小节  79-80
  参考文献  80-83
第六章 总结  83-86
致谢  86-87
硕士期间发表的学术论文  87

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 复合材料 > 非金属复合材料
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