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新聞中心 表面改性納米碳酸鈣及其填充改性HDPE力學性能的研究
發布時間：2016-03-24 瀏覽次數：347 返回列表
聚乙烯作為上生產量大、 種類繁多的重要的合成樹脂之一,其應用早已深入人們的日常生活。雖然其自身具有許多優點,但也存在著性能方面的某些弱點,這限制了它的應用市場。 本課題選用納米碳酸鈣填充改性的方法對高密度聚乙烯進行力學性能方面的改性,首先是針對納米碳酸鈣表面團聚以及與基體樹脂結合性差的問題,選擇了偶聯劑對 納米粒子進行了相關改性實驗,并研究了經表面處理過的納米二氧化硅/納米碳酸鈣二元協同改性HDPE的性能;然后本課題從高分子包覆改性納米碳酸鈣的的角 度,采用乙烯原位聚合改性納米碳酸鈣,并研究了其反應所得的復合粒子與HDPE進行反應性共混對HDPE性能的影響。針對上述問題取得以下結論: ⑴利用FT-IR、SEM、XRD、TG分析等對改性前后納米CaCO_3的表面形貌、分散情況進行了分析比較。結果表明,相較于硅烷偶聯劑KH-151 和KH570,鈦酸酯偶聯劑KH101改性效果好。并得出較好改性條件為:偶聯劑用量為納米CaCO_3的3wt.%,環己酮用量為納米CaCO_3質 量的5倍,反應溫度為80℃,反應時間為60min。 ⑵單獨使用經偶聯劑表面處理過的納米碳酸鈣和納米二氧化硅對HDPE進行填充改性:①納米CaCO_3,填充量為20%~25%沖擊強度有較大值,含量在 10%-20%拉伸強度有較大值。②納米SiO_2,填充量為6%~8%之間拉伸和沖擊強度有較大值。 ⑶二元填充改性,納米CaCO_3:納米SiO_2:HDPE=25:7:100質量比的體系比單獨納米CaCO_3納米SiO_2各自單獨填充HDPE 拉伸和沖擊強度的較大值沒下降多少,同時提高了拉伸、沖擊兩種力學性能,達到了預期填充改性效果。 ⑷乙烯原位聚合改性納米碳酸鈣得到PS-nanoCaCO_3復合粒子,選用丙烯酸對納米碳酸鈣表面預處理,通過對比實驗得出較好反應條件為:反應時間 為8小時,引發劑過鉀用量為單體量的1%,乳化劑十二烷基磺酸鈉的用量為單體量的3%,加入經丙烯酸改性的的納米碳酸鈣的量為單體量的25%。 ⑸PS-nanoCaCO_3和HDPE的反應性共混,通過實驗可知同時加入引發劑DCP和多官能團物質TMPTA,能夠使得共混體系有較為良好的相容 性。嘗試了加入不同比例的TMPTA對共混體系反應性的影響,隨著TMPTA量的增加,共混體系的相容性有所改善,但是變化到2.0%相較于1.0%不是 非常的明顯,本實驗選取添加量為1.0%。 ⑹對比了共混物不同比例所得產物的相容性,并研究了產物的力學性能,得出PS-nanoCaCO_3添加量為10份時,共混改性效果較好,平衡扭矩較大, 力學性能優,其中拉伸強度提高14.2%,沖擊強度提高了15.2%。80/20的力學強度相對也有所提高,隨著PS-nanoCaCO_3比例的繼續 提高,力學性能成下降趨勢。
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