偶联剂接枝PP增容玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的研究

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论文采用铝酸酯偶联剂(DL411)、硅烷偶联剂(KH-570)和引发剂DCP经熔融接枝反应制备铝酸酯接枝聚丙烯(DL411-g-PP)和硅烷接枝聚丙烯(KH570-g-PP),以DL411-g-PP和KH570-g-PP作为增容剂分别制备了铝酸酯接枝聚丙烯增强玻璃纤维复合材料(DL411-g-PP/GF/PP)和硅烷接枝聚丙烯增强玻璃纤维复合材料(KH570-g-PP/GF/PP)。利用FTIR、SEM、DSC、热变形温度以及拉伸冲击性能测试,从复合材料基团、微观结构、结晶行为、热性能和力学性能等研究了增容剂(DL411-g-PP、KH570-g-PP)的加入以及GF含量对GF/PP复合材料的影响,同时探讨了增容剂对复合材料的增容机理。实验结果如下:当反应温度为210℃、原料配比为PP:DL411:DCP=100:8:1.2时,DL411-g-PP最大接枝率为5.5%。当反应温度为200℃、原料配比为PP:KH570:DCP=100:10:1时,KH570-g-PP增容剂最大接枝率为7.7%。FTIR分析表明:DL411、KH570中碳碳双键断裂成单键与PP发生接枝反应,DL411和KH570接枝在PP分子链上。SEM分析表明:DL411-g-PP和KH570-g-PP增容剂的引入改善了GF与PP两相间的相容性,不同程度的改变了复合材料的微观结构。DSC测试分析表明:DL411-g-PP、KH570-g-PP增容剂的引入并未改变复合材料的晶型,结晶度均随增容剂用量的增加呈现先上升后下降趋势,随GF含量的增加呈下降趋势。DL411-g-PP、KH570-g-PP增容剂的加入提高了GF/PP复合材料的耐热性和力学性能,当DL411-g-PP增容剂用量为8份,GF含量为40%时复合材料综合性能最佳。与GF/PP复合材料相比,热变形温度提高14.2%,冲击性能提高262.8%,拉伸强度提高30.5%。当KH570-g-PP用量为10份,GF含量为40%时复合材料综合性能最佳。与GF/PP复合材料相比,热变形温度提高10.3%,冲击性能提高252.6%,拉伸强度提高20.3%。DL411-g-PP/GF/PP的性能优于KH570-g-PP/GF/PP复合材料。经NaOH处理后的增容剂DL411-g-PP和KH570-g-PP含有亲无机基团与GF中的硅羟基反应形成化学键。增容剂DL411-g-PP、KH570-g-PP的加入明显改善了GF/PP复合材料断面的相分离现象,提高了GF与PP界面相容性,对GF/PP复合材料起到良好增容改性作用;相比较DL411-g-PP增容后复合材料性能更好。
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