玄武巖纖維增強聚丙烯復合材料的制備及性能研究.pdf

1、本文根據聚丙烯(PP)在汽車用樹脂上的廣泛應用與實際需要，對其進行增強與增韌改性的研究。采用新型環(huán)保纖維材料玄武巖纖維(BF)對聚丙烯進行增強改性，采用以聚苯乙烯為末端段，以聚丁二烯加氫得到的乙烯-丁烯共聚物為中間彈性嵌的線性三嵌共聚物(SEBS)、乙烯-丙烯-非共軛二烯烴的三元共聚物(又稱三元乙丙橡膠，EPDM)、聚烯烴彈性體(POE)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)四種彈性體對聚丙烯進行增韌改性，并且通過加入相容劑(PP-g-MAH

2、)來改善聚合物之間的相容性。
　　通過融熔共混的方法分別制備了PP/BF復合體系、PP/PP-g-MAH/BF復合體系以及PP/PP-g-MAH/彈性體/BF復合體系，之后對每種不同玄武巖纖維含量的相同復合材料體系以及不同組分的復合材料體系進行了拉伸、沖擊實驗，通過掃描電子顯微鏡(SEM)實驗觀察其缺口沖擊斷面形貌，研究復合體系的力學性能機理:采用差示掃描量熱儀(DSC)對復合材料的非等溫結晶行為進行分析，運用結晶動力學理論研究復

3、合體系的結晶性能及機理;運用偏光顯微鏡(POM)研究復合材料的球晶生長狀況和球晶形態(tài);應用X射線衍射儀(XRD)研究復合材料的晶體結構;通過熱重實驗(TGA)分析復合材料的受熱失重情況，研究復合材料的熱穩(wěn)定性能。
　　通過力學性能研究表明:PP/BF復合材料隨著BF含量的遞增拉伸性能提升顯著，經對比10％BF含量的不同組分復合材料力學性能可知，彈性體與相容劑的加入提高了復合材料的拉伸與沖擊等的力學性能，其中加入彈性體EPDM的拉伸

4、強度最大，加入彈性體POE的沖擊韌性最好。
　　通過對非等溫結晶行為的研究表明:隨著冷卻速率的增加，結晶速率增大，結晶溫度降低，熔融溫度降低。相比于純PP來說，BF的加入促進了復合材料的結晶性能，使結晶溫度提高，結晶速率提高，相容劑PP-g-MAH對復合體系的結晶性能影響不大，彈性體的加入促進了結晶性能。通過POM圖片可以看到，10％BF含量的復合材料，彈性體促進復合材料的成核，EPDM和EVA對促進結晶的性能最明顯，球晶在單位時