納米無機(jī)粒子與橡膠填充高分子復(fù)合材料的研究-〖中山大學(xué)化(完整版)
【正文】 PEA(2wt%)/PP figure 18 SiO2PEA(2wt%)/EPDM(8wt%)/PP圖19是純PP的偏光照片。從圖上可以看出，斷面仍舊比較平整，吸收沖擊能有限，對(duì)應(yīng)的缺口沖擊強(qiáng)度與純PP相比提高不大。從圖13來看，隨著橡膠的加入，材料的屈服強(qiáng)度會(huì)逐漸減少。從圖10可以看出，隨著橡膠含量的增加，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度也隨之增加，這是由于橡膠的韌性比較好，復(fù)合材料里面橡膠球的增加，所誘發(fā)的銀紋和剪切帶也增加，可以消耗更多的能量，使復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度大大提高。從圖7來看，圖中分散著團(tuán)狀的粒子，也有很多團(tuán)聚著。Figure 3 Influence of monomer on grafting efficiency Figure 4 Influence of monomer concentration on Percentage of grafting 紅外光譜表征納米SiO2的接枝改性 從譜圖中可以看出，SiO2在1000～1150cm1間具有SiOSi的多條譜帶伸縮振動(dòng)峰，在3200～3270 cm1出現(xiàn)了SiO2表面上硅醇基的伸縮振動(dòng)峰。這是由于輻照劑量增大，使的由于輻照而產(chǎn)生的活性點(diǎn)增多，因而SiO2納米粒子的接枝率增大。從單純注重力學(xué)性能的提高 ,上升到開發(fā)功能性復(fù)合材料。用多種測(cè)試手段對(duì)接枝改性的納米粒子進(jìn)行了表征，研究了影響接枝反應(yīng)的各種因素；對(duì)所得復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試，借助SEM對(duì)缺口沖擊斷面的觀察和偏光顯微鏡對(duì)復(fù)合材料的結(jié)晶形態(tài)觀察；初步探討了納米SiO2﹑EPDM增強(qiáng)增韌聚丙烯的機(jī)制。為了改進(jìn)聚丙烯的性能，延長其使用壽命并擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，最有效的途徑是發(fā)展聚丙烯的改性技術(shù)，如共混﹑填充﹑增強(qiáng)﹑成核﹑阻燃或多種技術(shù)復(fù)合，使聚丙烯高性能化或功能化[1]。1. 實(shí)驗(yàn)部分 試劑與儀器 納米二氧化硅粉末,苯乙烯為分析純，丙烯酸乙酯為化學(xué)純，甲基丙烯酸甲酯為化學(xué)純，正庚烷為分析純，丁酮為分析純，聚丙烯，EPDM 脂肪抽提器(偉業(yè)玻璃儀器廠), GH10高速混合機(jī)(北京塑料機(jī)械廠), F場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(日本電子株式會(huì)社), SHJN25同向雙螺桿擠出機(jī)(南京航空航天大學(xué)信立塑料機(jī)械廠), CJ150M2NC注射機(jī)（順德市震德塑料機(jī)械廠），TG209/Victor2熱重/紅外光譜聯(lián)用儀（德國Netzsch Bruker 公司），XJJ5簡(jiǎn)支梁沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī)（河北省承德市實(shí)驗(yàn)機(jī)廠），Hounsfield Test Equipment（拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)），傅立葉變換紅外光譜儀（德國BRUKER公司），金相顯微鏡（Wild Leitz中國有限公司） 實(shí)驗(yàn)過程 向干燥好的納米SiO2粒子中按比例加入一定量單體的丁酮溶液，充分?jǐn)嚢韬?，密封，超聲分?0分鐘左右，采用60Co輻照源在空氣氣氛，室溫下以不同的輻照劑量進(jìn)行輻照接枝然后干燥。所以當(dāng)單體濃度提高，即溶劑濃度下降，會(huì)使均聚物的增長更快，從而導(dǎo)致了接枝效率的降低。圖6為純納米SiO2，圖7為納米SiO2接枝PEA，圖8為為納米SiO2接枝PS。Figure 6 nea SiO2 Figure 7 SiO2gPEA Figure 8 SiO2gPs 納米SiO2/聚丙烯/橡膠復(fù)合材料的力學(xué)性能 缺口沖擊強(qiáng)度 從圖9可以看出，未經(jīng)改性及經(jīng)過輻照改性的納米SiO2都使復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度提高，但是未改性的SiO2/PP復(fù)合材料提高比較顯著，經(jīng)輻照改性后的SiO2使復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度顯著增大。總的來說，改性納米SiO2/PP復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度還是要比未改性的要高。圖15為純聚丙烯沖擊斷面。由于納米SiO2是剛性粒子，受到?jīng)_擊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，誘發(fā)裂紋，由于橡膠包裹著納米粒子，所以當(dāng)裂紋逐漸擴(kuò)展碰到橡膠相，能量被吸收，裂紋就終止了，提高了沖擊強(qiáng)度。圖20是純SiO2（2wt%）/PP的偏光照片。 圖23，圖24和分別是純SiO2（2wt%）/EPDM（8wt%
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