HGB和POE增強(qiáng)增韌PP泡沫復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、綠色環(huán)保的聚丙烯(PP)泡沫具有優(yōu)良的耐熱性、環(huán)境適應(yīng)性和力學(xué)性能高等綜合性能，廣泛應(yīng)用于汽車、航空等眾多領(lǐng)域，其研發(fā)受到國(guó)內(nèi)外的廣泛重視。本論文采用型內(nèi)二次發(fā)泡工藝以PP泡沫為研究對(duì)象，利用SEM、FT-IR、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和圖像分析軟件等現(xiàn)代測(cè)試手段和相應(yīng)制備技術(shù)，系統(tǒng)地研究了中空玻璃微珠(HGB)、彈性體及界面相容劑對(duì)PP泡沫復(fù)合材料的發(fā)泡效果、界面結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響，揭示了增強(qiáng)、增韌 PP泡沫復(fù)合材料的機(jī)理并優(yōu)化了配方。

2、>　　發(fā)泡效果分析表明，HGB的引入提高了PP/HGB共混體系的熔體粘度，增加了形核點(diǎn)，能顯著改善發(fā)泡效果，泡孔平均直徑從946μm降低到了568μm，泡孔密度提高了5倍；適當(dāng)?shù)目刂凭巯N彈性體(POE)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可制備出平均泡孔直徑約為516μm泡孔密度為6500cells cm-1的PP/HGB/POE的三元泡沫復(fù)合材料。適量的界面相容劑PP-g-MAH和POE-g-MAH的引入均促進(jìn)了PP/HGB二元體系形成良好泡孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)改

3、善孔徑分布的均勻性。
　　界面性能研究表明，HGB經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面預(yù)處理后顯著降低了其與PP之間的界面張力，促進(jìn)兩者潤(rùn)濕并改善HGB在基體中的分散性，且相容劑的引入通過(guò)MAH基團(tuán)與硅烷偶聯(lián)劑所帶氨基之間的界面化學(xué)反應(yīng)，在HGB與基體之間的界面形成了化學(xué)鍵合，并在PP/HGB體系中觀察到POE-g-MAH粒子在HGB的表面形成了顆粒粘附結(jié)構(gòu)，顯著增強(qiáng)了兩者的界面性能。
　　力學(xué)性能測(cè)試表明，添加HGB能顯著提高PP/HGB泡沫

4、復(fù)合材料力學(xué)性能，當(dāng)HGB的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％時(shí)，HGB/PP泡沫復(fù)合材料的力學(xué)性能最佳，其沖擊韌度、抗彎強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度分別提高了104%、89.8%和180%；隨著POE的引入，PP/HGB/POE泡沫復(fù)合材料的沖擊韌性大幅提高(增幅2.4倍)，但抗彎強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度會(huì)有所下降。研究發(fā)現(xiàn)，PP-g-MAH和POE-g-MAH對(duì)PP/HGB泡沫復(fù)合材料的力學(xué)性能影響不同，前者有利于提高材料的抗彎強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度(增幅為56.6%和39.8%)