碳酸鈣晶須填充聚丙烯復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、碳酸鈣晶須作為一種單晶纖維材料，具有結(jié)構(gòu)完整、強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，是高分子材料的新型填充劑。將碳酸鈣晶須填充于高分子材料中，既可以保留高分子材料的主要特性，又能通過(guò)晶須的增強(qiáng)、增韌等優(yōu)勢(shì)改善材料的性能，同時(shí)可以降低材料的成本。本文采用硬脂酸鈉對(duì)碳酸鈣晶須進(jìn)行了表面處理，研究了表面處理的條件，優(yōu)選出了合適的處理工藝和配比；將處理后的碳酸鈣晶須填充到聚丙烯材料中，采用密煉模壓成型法、擠出模壓成型法和擠出注塑成型法三種方法制備

2、了復(fù)合材料。采用差示掃描量熱分析、熱重分析、X-射線(xiàn)衍射分析、力學(xué)實(shí)驗(yàn)和掃描電鏡等研究了碳酸鈣晶須填充后對(duì)聚丙烯性能的影響。
　　 結(jié)果表明：硬脂酸鈉對(duì)碳酸鈣晶須的處理效果較好，最佳處理?xiàng)l件：處理劑用量為4.5％，處理時(shí)間為50mm和處理溫度為40℃。三種成型方法均顯示出：碳酸鈣晶須填充后聚丙烯仍為α晶型，但使得聚丙烯的結(jié)晶溫度向低溫移動(dòng)；復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性增加。
　　 密煉模壓成型法制備的復(fù)合材料的拉伸斷裂方式由脆性斷

3、裂逐漸轉(zhuǎn)變成了韌性斷裂；彎曲斷裂均表現(xiàn)出了韌性斷裂方式。與未填充聚丙烯的力學(xué)性能相比，碳酸鈣晶須的填充使得復(fù)合材料的拉伸應(yīng)力雖略有降低，但拉伸斷裂應(yīng)變?cè)黾樱貏e是彎曲性能更突出，晶須填充量為5～10％時(shí)，復(fù)合材料的彎曲應(yīng)力比純聚丙烯提高了約11.5％；填充5％晶須時(shí)，彎曲斷裂應(yīng)變比純聚丙烯提高了173％。
　　 擠出模壓成型法制備的復(fù)合材料在填充5％時(shí)為韌性拉伸斷裂，填充15％后為脆性斷裂；彎曲斷裂均表現(xiàn)出了韌性斷裂方式。填充5

4、％時(shí)拉伸應(yīng)力最大為18.2MPa，拉伸斷裂應(yīng)變均表現(xiàn)出增加。碳酸鈣晶須對(duì)聚丙烯起到了增強(qiáng)增韌雙重效果，尤其是增韌效果更突出，當(dāng)填充量為5％時(shí)，復(fù)合材料的彎曲應(yīng)力比純聚丙烯提高了約23.4％；填充20％～30％的晶須時(shí)，斷裂彎曲應(yīng)變?cè)龃蠹s59％。
　　 擠出注塑法制備的復(fù)合材料均為有屈服點(diǎn)的拉伸應(yīng)變模式，屈服應(yīng)力略有降低但斷裂應(yīng)力提高了約32.1％，這與采用上述兩種成型方法表現(xiàn)出的無(wú)屈服點(diǎn)的拉伸應(yīng)變模式不同。此外，碳酸鈣晶須加入后