改性纳米CaCO_3PP复合材料的性能研究

  表1改性纳米CaCO/PP母料的结晶与熔融数据2改性纳米CaC03/PP的力学性能改性纳米CaC3/PP的力学性能见表2.与纯PP相比,纳米3<:03含量大于5wt%时,材料的拉伸、弯曲和冲击性能均有提高,但断裂伸长率明显低于纯PP的。经A改性后,材料的拉伸、弯曲和冲击性能比纯PP均有较大提高,而且断裂伸长率几乎不降低。经A和S混合改性后也有同样的效果,拉伸和弯曲强度甚至高于A改性的。显然反应性单体改性有提高纳米CaC03/PP材料的力学性能的作用。

  表2改性纳於CaCO/PP的力学住能编号拉伸模量拉伸强度弯曲模量弯曲强度冲击强度断裂伸长率3改性纳米CaC03/PP的动态力学性能表3是改性纳米CaCO/PP的动态力学性能数据。可见纳米CaC03加入使PP在不同温度下的储存模量E‘提高,损耗峰强度增大并向低温移动,与玻璃化温度对应的3峰温也向低温移动。经A改性后,储存模量E,进一步提高,但损耗峰强度有所下降,玻璃化温度仍低于纯PP的。用A和S混合改性,储存模量E’和损耗峰强度的提高均高于前两者的,玻璃化温度降至2.43°C.值得注意的是,结合了刚性成分的S反而使玻璃化温度降低,使纳米CaOVPP具有更好的动态力学性能,其机理有待进一步的研究。

  表3改性纳米CaC03/PP的动态力学性能各编号配比见表24改性纳米CaC03/PP分散性是纳米CaC03/PP的TEM图。从A看出,虽然有部分纳米CaCO;在PP中是纳米分散,但仍存在不少团聚体。但经A或A与S混合改性后(B和C),团聚体的数量明显减少,团聚体尺寸也有缩小,说明反应单体改性能促进纳米<:3<:3在1中的分散。

  5改性纳米CaC03/PP的断裂形态是改性纳米CaC03/PP母料的SEM图。纳米CaC03/PP母抖(A)中存在Um大小的团聚体,说明双螺杆挤出机的剪切作用不能破坏纳米CaC03团聚体,但纳米CaCCb间的空隙依然清晰可见,说明纳米粒子团聚体仍有打开的可能性。A或A与S混合改性纳米CaC03/PP母(B和C)的团聚体明显减少,出现小于1纳米的单粒子分散,而且均匀分布在基体中,由于反应性单体改性粒子与基体有粘结,材料的力学性能得到提高。

  从纯PP的断面形态(A)可以看出,断口表面光滑平整,属于典型的脆性断裂。但(B)断口表面有明显的发白现象和拉伸的丝状物,粒子表面有脱粘现象,但粒子与基体间无明显粘结且粒子尺寸较大A或A与S混合改性后(C和D),裸露的粒子火幅减少,粒子尺寸也明显小于未改性的,表面反应性单体不但改善了纳米粒子的分散性而且增强了粒子与基体的界面相互作用和粘结。