聚丙烯(PP)复合材料的制备与性能是一个国内外热门的话题,并且PP复合材料不仅降低了材料的成本,而且明显改善了材料的综合性能。若将甘蔗渣(BF)加入PP中制成复合材料将更能体现复合材料的环保价值。
纳米碳酸钙是一种新型的无机材料,并且是一种较强的补强剂,由于其尺寸小、比表面积大,成为了近年开发研究的热点。
若将纳米碳酸钙与PP结合,将能有效地表现出它所承受的内应力,可增强聚合物的韧性。但由于碳酸钙表面呈极性,与非极性聚合物相容性极差,因此用碳酸钙对PP进行填充改性时,会造成复合材料的综合性能下降,所以需要对纳米碳酸钙进行表面改性。
钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂对纳米碳酸钙表面改性得出结果,经用铝酸酯改性后,分散性比较好,白度也有所上升。而用钛酸酯偶联剂改性后的纳米碳酸钙的价格较高,并且有危害人体健康的危险,且改性后产品的白度下降。
通过采用铝酸酯偶联剂对纳米碳酸钙进行改性,了解到纳米碳酸钙含量对PP/BF复合材料结构与性能的影响,结果表明:
(1)纳米碳酸钙的加入使复合材料的力学性能增加,填充质量分数为9%的纳米碳酸钙时,PP/BF/纳米碳酸钙复合材料的力学性能最好,相比于未添加纳米碳酸钙时,拉伸强度提高了20.7%,弯曲强度提高了14.6%,缺口冲击强度提高了20.0%。
(2)纳米碳酸钙的填充对复合材料的化学结构基本没有影响,没有新的化学键生成。
(3)随着添加纳米碳酸钙含量增加,PP/BF/纳米碳酸钙复合材料的热稳定性也逐渐提高。
(4)添加一定量的纳米碳酸钙对PP/BF/纳米碳酸钙复合材料的表面相容性有所改善,当纳米碳酸钙质量分数为9%时,PP/BF/纳米碳酸钙复合材料的相容性和纳米碳酸钙的分散性最好。
(5)该材料用于生产汽车专用材料,增加了改性塑料的刚性、韧性、弯曲强度等力学性能,还赋予了塑料的滞热性,有效地降低了经济型汽车的生产成本。
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