摘要:用馬來酸酐和苯乙烯改性蒙脫土得到改性蒙脫土(SMA-MMT),然后用熔融共混法制備了聚丙烯(PP)/三元乙丙橡膠(EPDM)/改性蒙脫土納米復(fù)合材料,且加入接枝物PP-g-MAH-St作為相容劑。X射線衍射分析顯示SMA-MMT的層間距達(dá)到3.98nm。透射電鏡分析表明聚合物分子鏈已經(jīng)插入蒙脫土片層中。接枝物含量為15%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)時(shí),復(fù)合材料的力學(xué)性能達(dá)到最好,拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別為32.4MPa和79.5J/m。差示掃描量熱分析結(jié)果表明,PP-g-MAH-St和SMA-MMT的加入可以改善PP的結(jié)晶性能當(dāng)PP-g-MAH-St和SMA-MM’T,含量分別為15%和2%時(shí),復(fù)合材料中PP的結(jié)晶溫度為120℃。
關(guān)鍵詞:聚丙烯;三元乙丙橡膠;蒙脫土;熔融共混;納米復(fù)合材料
PP應(yīng)用廣泛,但某些性能的不足限制了其應(yīng)用,比如韌性差。一般采用橡塑共混來提高其韌性,其中使用動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)對PP與橡膠進(jìn)行共混來提高PP韌性的研究較多。采用簡單橡塑共混方法雖然可以提高PP的韌性,但材料的其他性能會降低。考慮到蒙脫土的增強(qiáng)增韌特性,制備的PP/橡膠/蒙脫土納米復(fù)合材料,可以在對PP進(jìn)一步增韌的同時(shí)保持或增加復(fù)合材料的強(qiáng)度。目前關(guān)于聚合物合金復(fù)合材料的報(bào)道很多,但集中于蒙脫土對合金性能方面的研究還不是很多Guo等用熔融共混法制備了PP/乙烯-丁烯共聚物(POE)/有機(jī)蒙脫土(OMMT)納米復(fù)合材料,并加入馬來酸酐接枝PP作為相容劑。在PP和POE中加入OMMT和接枝物后,PP的韌性大幅度上升。 SMA(馬來酸酐和苯乙烯的共聚物)具有透明性好、耐高溫等特點(diǎn),是一種優(yōu)良的改性材料,且極性較強(qiáng),與蒙脫土具有較好的相容性。因此在原有實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上,本文用溶液本體法對MMT進(jìn)行改性,制得SMA-MMT,然后用PP-g-MAH-St作為相容劑,通過熔融共混法制備了PP/EPDM/PP-g-MAH-St/SMA-MMT納米復(fù)合材料,并對蒙脫土的插層和分散效果以及納米復(fù)合材料的力學(xué)性能和結(jié)晶性能進(jìn)行了表征。
結(jié)論 (1)采用MAH和St對鈉基蒙脫土進(jìn)行改性,制備出SMA-MMT,蒙脫土的層間距從原來的1.23nm增大到2.0nm,當(dāng)接枝物含量為15%時(shí),蒙脫土層間距達(dá)到3.98nm。 (2)通過熔融法制得了插層型納米復(fù)合材料,接枝物的加入可以明顯改善復(fù)合材料的性能,當(dāng)接枝物的含量為15%時(shí),復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別達(dá)到32.4MPa和79.5J/m,比PP/EPDM簡單共混(27MPa81J/m)有較大改善。 (3)接枝物和蒙脫土可以作為PP異相結(jié)晶的晶核,并使材料中PP的結(jié)晶溫度升高,當(dāng)接枝物和蒙脫土含量分別為15%和2%時(shí),PP的結(jié)晶溫度由111.5℃升高至120.0℃。
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