pphgb復(fù)合材料的制備及性能研究(編輯修改稿)
2025-08-10 16:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 50，天津市江天統(tǒng)一科技有限公司；硝酸釹，分析純，天津光復(fù)精細(xì)化工研究所；乙醇，分析純，天津科威公司。塑料注塑機(jī)，HTF58X1，寧波海天集團(tuán)股份有限公司；微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)，CMT6104，深圳新三思材料檢測有限公司；擺錘沖擊試驗機(jī)，ZBC25B，深圳新三思材料檢測有限公司；掃描電子顯微鏡，X650，日本日立公司；差示掃描量熱儀，Q20，美國TA儀器。采用硅烷偶聯(lián)劑KH550和稀土元素硝酸釹的溶液分別與空心玻璃微珠充分混合攪勻，靜置24小時，再在80℃的烘箱中烘制2小時，干燥，冷卻，待用。把用KH550和稀土元素硝酸釹改性后的空心玻璃微珠與PP進(jìn)行不同的配比組成。再將處理過的空心玻璃微珠與粒狀聚丙烯混合加入到塑料注射機(jī)中，充分混合擠出，造粒，注射成型。 復(fù)合材料配比表組PP，gHGB，gHGB型號改性方法1955k100KH55029010k100KH55038515k100KH55048020k100KH55057525k100KH5506955k100硝酸釹79010k100硝酸釹88515k100硝酸釹98020k100硝酸釹107525k100硝酸釹11955k100未改性129010k100未改性138515k100未改性148020k100未改性1575 25k100未改性16955 k180硝酸釹179010k180硝酸釹188515k180硝酸釹198020k180硝酸釹207525k180硝酸釹21純PP（1）力學(xué)性能拉伸強度：按GB/T 164211996測試；彎曲強度：按GB/T93412000測試；缺口沖擊強度：按GB/T10431993測試。（2）掃描電鏡分析對沖擊斷面噴金，然后用掃描電子顯微鏡觀察沖擊斷面形貌。（3）非等溫結(jié)晶動力學(xué) 樣品在N2的保護(hù)下快速升溫到200℃，恒溫一段時間，然后分別以120℃/min的降溫速率由200℃降至70℃，記錄該過程的熱焓變曲線，進(jìn)行非等溫結(jié)晶行為研究。 第3章 結(jié)果與討論第3章 結(jié)果與討論 SEM分析 a. 100 b. 100 c. 100 d.1000 e.500 f.1000 空心玻璃微珠（k100）填充聚丙烯的掃描電鏡圖,b,c可以看出，圖中很少有破碎的微珠粒子,只看到少量粒子脫離基體后留下的空穴,復(fù)合材料中HGB分散呈單分散狀,沒有團(tuán)聚,而且分布比較均勻。由于無機(jī)填料HGB與有機(jī)聚合物PP之間的相容性差,界面難以形成良好的黏結(jié)。采用硅烷偶聯(lián)劑KH550對HGB進(jìn)行表面改性,可以改善聚合物與無機(jī)填料之間的界面性能，提高界面黏合性,改善復(fù)合材料的性能。,e,f是未經(jīng)過表面處理的HGB 和KH550表面改性的HGB分別填充PP后復(fù)合材料的斷面掃描電鏡圖。, 未經(jīng)表面改性的HGB與PP界面結(jié)合不好,有一些空隙，影響復(fù)合材料的宏觀性能, 而經(jīng)過表面改性后, HGB與PP的相容性提高, 形成較好的黏結(jié)界面。 PP/HGB復(fù)合材料的力學(xué)性能 HGB表面改性對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響(1)對拉伸強度的影響 HGB表面改性對拉伸強度的影響w(HGB)，%未改性KH550改性硝酸釹改性0510152025●未改性的HGB(k100)/PP ▲KH550改性的HGB/PP ▼硝酸釹改性的HGB(k100)/PP HGB表面改性對復(fù)合材料拉伸強度的影響，隨HGB含量的增加拉伸強度下降,經(jīng)過KH550和稀土硝酸釹改性過的HGB與PP形成的復(fù)合材料的拉伸強度要比未處理的HGB復(fù)合材料要高出許多，而且經(jīng)過KH550和稀土硝酸釹改性過的HGB與PP形成的復(fù)合材料的拉伸強度在HGB含量為5%有小幅度的升高后又下降,并在HGB含量5%時達(dá)到最大值。兩種改性方式的彎曲強度差距不大。這說明經(jīng)過表面處理后的HGB與PP形成較好的粘結(jié)界面，使拉伸強度有些提高。(2)對彎曲強度的影響 HGB表面改性對彎曲強度的影響w(HGB)，%未改性KH550改性硝酸釹改性0510152025■－未改性的HGB(k100)/PP ●－KH550改性的HGB/PP ▲－硝酸釹改性的HGB(k100)/PP HGB表面改性對復(fù)合材料彎曲強度的影響，隨著HGB含量的增加彎曲強度有所下降，而在經(jīng)過改性的HGB在5%時彎曲強度有一個上升后繼續(xù)下降。并且改性之后的HGB在含量為5%是達(dá)到最大值。兩種改性方式的彎曲強度差距不大。(3)對沖擊強度的影響 HGB表面改性對沖擊強度的影響w(HGB)，%未改性KH550改性硝酸釹改性0510152025■－未改性的HGB(k100)/PP ●－KH550改性的HGB/PP ▲－硝酸釹改性的HGB(k100)/PP HGB表面改性對復(fù)合材料彎曲強度的影響，經(jīng)過表面改性和未經(jīng)過表面改性的HGB填充的復(fù)合材料的缺口沖擊強度的變化規(guī)律是一致的，當(dāng)HGB含量5%時，復(fù)合材料的缺口沖擊強度都達(dá)到最大值。隨后HGB含量增加沖擊強度下降。而經(jīng)過改性的HGB強度高于未經(jīng)改性的。說明HGB填料的加入惡化了復(fù)合材料的力學(xué)性能，使復(fù)合材料變脆。另外，KH550和硝酸釹對HGB的改性效果基本相同，說明硝酸釹作為HGB的表面改性劑是可行的。 HGB粒徑分布對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響(1)對拉伸強度的影響 HGB粒徑分布對拉伸強度影響w(HGB)，%k100k1800510152025■－HGB(k100)/PP ●－HGB（k180）/PP HGB粒徑分布的復(fù)合材料拉伸強度的影響不同粒徑分布的HGB填充PP的復(fù)合材料，其粒徑分布窄的HGB填充PP的復(fù)合材料拉伸強度要大一些，這是因為粒徑窄的分散性更好些，不易聚集，所以拉伸強度大一些。并且粒徑分布窄的HGB填充PP的復(fù)合材料在HGB含量為5%時達(dá)到最大值而后呈下降趨勢。(2)對彎曲強度的影響 HGB粒徑分布對彎曲強度的影響w(HGB)，%k100k1800510152025■－HGB(k100)/PP ●－HGB（k180）/PP HGB粒徑分布對復(fù)合材料彎曲強度的影響不同粒徑分布的HGB填充PP的復(fù)合材料，其粒徑分布窄的HGB填充PP的復(fù)合材料彎曲強度要大一些，這是因為粒徑窄的分散性更好些，不易聚集，所以彎曲強度也大一些。并且粒徑分布窄的HGB填充PP的復(fù)合材料在HGB含量為5%時達(dá)到最大值而后呈下降趨勢。(3)對沖擊強度的影響 HGB粒徑分布對沖擊強度的影響w(HGB)，%k100k1800510152025■－HGB(k100)/PP ●－HGB（k180）/PP HGB粒徑分布對復(fù)合材料沖擊強度的影響。不同粒徑分布缺口沖擊強度的變化規(guī)律基本是一致的。由圖7可以看出，隨著HGB含量的增加，不論粒徑分布如
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