二氧化硅纤维／聚丙烯结晶性能及力学性能的研究

聚丙烯结晶度研究聚丙烯（Polypropylene，简称PP）是一种常见的热塑性聚合物，具有良好的物理性能和化学稳定性，广泛应用于塑料制品、纺织品、包装材料等领域。

其性能的一个重要参数是结晶度，结晶度的变化会直接影响到聚丙烯的力学性能、热性能以及加工性能等方面。

因此，研究聚丙烯的结晶度对于深入了解其性能和应用具有重要意义。

聚丙烯的结晶度主要受到晶核形成和晶体生长两个过程的影响。

晶核形成是指在聚丙烯溶液或熔融状态下，由于温度或压力变化等因素，使聚丙烯分子发生聚集并形成晶核的过程。

而晶体生长则是指在晶核的基础上，聚丙烯分子进一步排列有序，形成完整的晶体结构的过程。

影响聚丙烯结晶度的因素很多，其中温度是最主要的因素之一。

温度的变化会直接影响到聚丙烯分子的运动和排列方式，从而影响到结晶度的形成和发展。

一般来说，较高的结晶温度有利于聚丙烯分子的结晶，而较低的温度则会抑制结晶的形成。

此外，冷却速率也会对聚丙烯的结晶度产生重要影响。

较快的冷却速率可以促进聚丙烯分子的有序排列，从而提高结晶度；而较慢的冷却速率则会导致分子的无序排列，降低结晶度。

除了温度和冷却速率外，聚丙烯的结晶度还受到晶核形成剂、添加剂等的影响。

晶核形成剂是一种能够促进聚丙烯分子结晶的物质，可以在溶液或熔融状态下提供合适的条件，使聚丙烯分子更易于聚集形成晶核。

添加剂则是指在聚丙烯中加入其他物质，如增塑剂、抗氧剂等，这些添加剂可以改变聚丙烯分子的结晶行为，从而影响到结晶度。

研究聚丙烯的结晶度可以通过多种方法进行，其中比较常用的方法是热分析法和X射线衍射法。

热分析法主要通过测量聚丙烯在升温或降温过程中的热变化来判断其结晶度的大小，常用的热分析方法包括差示扫描量热法（DSC）、热重分析法（TGA）等。

而X射线衍射法则可以通过测量聚丙烯样品在X射线照射下的衍射图案来确定其结晶度和结晶形态。

聚丙烯的结晶度对其性能和应用具有重要影响。

较高的结晶度可以使聚丙烯具有较高的强度和刚度，提高其耐热性和耐化学腐蚀性；而较低的结晶度则可以使聚丙烯具有较好的可塑性和可加工性，适用于注塑、挤出等加工工艺。

收稿日期:2007 11 26;修改稿收到日期:2008 01 20。

作者简介:刘涛,女,硕士研究生,现在青岛科技大学从事高分子材料研究工作。

E mail:liutao20050615@ 。

聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料性能研究刘涛 周琦(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛,266042)摘要:通过熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(nano S iO 2)复合材料,研究了nano SiO 2用量和第3组分聚丙烯接枝马来酸酐(PP g M AH )对材料力学性能的影响。

结果表明,nano S iO 2用量为4份时,材料的力学性能最佳。

对PP,PP/nano S iO 2,PP/nano SiO 2/PP g M AH 复合材料进行DSC 热分析和S EM 照片观察发现,nano S iO 2对PP 基体有异相成核作用,PP g M AH 可以提高nano SiO 2在PP 基体中的相容性。

关键词: 聚丙烯 纳米二氧化硅 聚丙烯接枝马来酸酐 力学性能Research on Properties of PP/Nano SiO 2CompositesLiu T ao Zho u Qi(Key Lab of Rubber Plastics Material and Engineering of Ministry of Education,Qing dao University of Science and T echno logy ,Qingdao ,Shando ng ,266042)Abstract:T he PP/nano SiO 2composite w as m ade by m elting blend process.The m e chanical properties of the PP m atrix w ith varied contents of nano SiO 2and PP g MAH w ere studied.The r esults show that the co mposite w ith 4%nano SiO 2has the best mechanical pro perties.T he micr o structure and pr operties o f PP,PP/nano SiO 2,PP/nano SiO 2/PP g MAH composites w ere studied by differential scanning calorimetry (DSC)and scanning elec tro n micr oscope (SEM ).The analy sis results show that nano SiO 2has a nucleating effect on the cry stallizatio n of PP.SEM analysis show that the compatibility betw een nano SiO 2and PP is im pr oved by PP g M AH.Key words:poly propylene;nano silicon ox ide;po lypr opy lene grafting m aleic anhy dride;mechanical pr operties聚丙烯(PP)是目前世界上广泛应用的五大塑料之一,由于其价格低廉,各方面性能较好,得到了广泛的应用。

聚丙烯酸酯-SiO2纳米复合材料的性能及界面作用研究聚丙烯酸酯/SiO2纳米复合材料的性能及界面作用研究摘要：本文采用聚丙烯酸酯（PAA）和硅酸乙酯（TEOS）通过溶胶-凝胶方法制备了PAA/SiO2纳米复合材料，并通过对该复合材料的性能和界面作用进行研究。

我们发现，通过控制硅酸乙酯的用量和反应时间，可以调控PAA/SiO2复合材料的粒径和分散性。

同时，我们还研究了不同硅酸乙酯浓度下PAA/SiO2复合材料的力学性能、热性能和界面性能，结果表明，适量的硅酸乙酯可以显著增强复合材料的力学性能和热稳定性，改善复合材料的界面性能。

1. 引言纳米复合材料由于其特殊的结构和性能而备受关注，其中SiO2作为重要的纳米填料，被广泛应用于各个领域。

聚丙烯酸酯是一种常用的塑料材料，具有优良的机械性能和耐热性能。

将聚丙烯酸酯与SiO2纳米颗粒组成复合材料，可以充分发挥两者的优点，提高材料的综合性能。

因此，研究PAA/SiO2复合材料的性能及界面作用具有重要的理论和实际意义。

2. 实验方法本实验采用溶胶-凝胶方法制备了不同硅酸乙酯含量的PAA/SiO2纳米复合材料。

首先，将聚丙烯酸酯溶解在甲基异丙醇（IPA）中，得到PAA溶液。

同时，在无水乙醇中加入一定量的甲酸水合硅酸乙酯（TEOS）溶液，并搅拌均匀。

随后，将PAA溶液慢慢滴加到TEOS溶液中，同时加入一定量的氨水作为催化剂。

接着，将反应溶液置于恒温恒湿条件下反应一定时间，得到PAA/SiO2纳米复合材料。

最后，将所得的复合材料进行干燥和热处理，得到最终的样品。

3. 结果与讨论我们通过扫描电子显微镜（SEM）观察了不同硅酸乙酯浓度下PAA/SiO2复合材料的微观形貌。

结果显示，随着硅酸乙酯浓度的增加，复合材料的粒径逐渐增大，分散性逐渐降低。

这是由于硅酸乙酯作为纳米填料，随着其浓度的增加，颗粒间的相互作用加强，导致复合材料的粒径增大和分散性变差。

为了研究不同硅酸乙酯浓度下PAA/SiO2复合材料的力学性能，我们进行了拉伸实验。

PP／SiO2／POE／HDPE／接枝PP复合材料力学性能的研究70?文章编号:1002—6886(2006)O3—0070—02PP/SiOz/POE/ItDPE/接枝PP复合材料力学性能的研究木'伍玉娇,李清江,杨红军,李清天(1.贵州大学材料科学与冶金工程学院,贵州贵阳550003;2.贵州省材料技术创新基地,贵州贵阳550014;3.遵义市邮政局,贵州遵义563000)摘摹本吝研究了添加弹性体POE(8842);HDPE(52ooB),接枝PP与纳米sio2共用对PP的力学性能的影响.针对不同的材料配比,并进行了实验验证研究结果表明,将弹性体和纳米sio2共用,对PP有较好的增韧效果;接枝PP:~HDPE和SiO共用,对PP有一定的增韧效果.1ll一0___关键词.PP纳米si()2复合材料弹性体HDPE:接枝PP00t_.0.ll00l_StudyOnPP/SiO2/POE/HDPE/GraftPPCompositeofMechanicalProperties,v1JYu-jiao,LIQing-jiang.Y ANGHong-jun,LIQing-tianAbstract:MechanicalpropertiesofPP/Elastomer/HDPE/graftPP/nano—SiO2compositesarediscussedinthistext.Todifferentmaterialmatching,andhascarriedontheexperimenttoverify.Theresultsofstudyindicatesth attoughnes$ofPPemployedisimprovedgready.withelastomerandnano—SiO2;andwithgraftPP,HDPEandnano—SiO2havecertainlyincreasethetoughnesSofPP.Keywords:PP;nano—SiO2;composites;elastomer;HDPE;gPP在五大通用工程塑料中,聚丙烯(PP)发展历史虽短,却是发展最快的一种.预计我国到2005年生产能力将达到4500kt.由于材料PP原料来源丰富,价格便宜,与其它通用塑料相比,具有较好的综合性能.比如:相对密度小,加工性能优良,屈服强度,拉伸强度及弹性模量均较高,电绝缘性良好,耐应力龟裂及耐化学药品性能较佳等,其制品无毒无味, 光泽性好,因此,聚丙烯广泛用于各个领域J.但材料PP成型收缩率大,脆性高,缺口冲击强度低(常温下缺口冲击强度仅为4—6kJ/m),特别在低温时尤为严重,这就大大限制了材料PP的进一步推广和应用,因此材料PP的改性特别是材料PP的增韧改性成为目前国内外研究的重点和热点.采用EPDM,EPM,SBS等一些橡胶或热塑性弹性体进行增韧改性,可以改进聚丙烯的缺口冲击韧性.但在耐候性,热稳定性, 加工性等方面仍存在一些缺陷.最近由美国DOW公司生产的聚烯烃弹性体(PolyolefinElastomer简称POE),在许多应用领域比EPDM,EPM,SBS等材料更具有性能,加工性,价格等方面的优势,特别是对聚丙烯的增韧改性,效果最为显着,在汽车保险杠,档板等部件上得到了普遍应用.].近年来,针对聚丙烯(PP)低温耐冲击性能差,人们对其进行了一系列的改性,其技术已由最初刚性无机填料填充或增强PP,弹性体增韧PP二元复合体系发展到用机械共混技术向体系中掺人弹性体粒子,形成三元复合体系以达到既增强又增韧的目的..根据"硬增硬"原理的需要.本文重点通过研究POE,HDPE,接枝PP与纳米SiO:共用对材料PP的宏观性能,为研发出一系列的高性能工程复合材料及制品提供了一些理论支持.1实验部分1.1实验用主要原料高聚物PP(T30S),独山子石化公司;弹性体POE (8842),美国DOW公司;高聚物HDPE(5200B),广东茂名石油化工公司;硅烷偶联剂(KH560),杭州沸点化工有限公司;纳米SiO:粉体(平均粒径20nm),浙江舟山纳米材料股份有限公司;马来酸酐(MAH)(分析纯);过氧化二异丙苯(DCP),市售;白油,市售;接枝PP,市售.1.2实验主要仪器和设备同向双螺杆混炼挤出造粒机(TSE一40A),南京瑞亚高聚物设备有限公司;高速混合机(SHR一10A),江苏自然机械有限公司;低温箱(WD4005F),国产;塑料注射成型机(CJ80MZ—NC11),震德塑料机械厂有限公司;塑料切粒机(PQ100/200),化工部晨光化工研究院塑料机械研究所;液晶式摆锤冲击试验机(ZBC一4B),深圳市新三思计量技术有限公司;微机控制电子万能试验机WDW一10C),上海华龙测试仪器公司;天平,国产.1.3工艺流程+基金项目:国家863计划资助(2003AA32X230)和省自然科学基金项目(黔科合计2004(3045)号).作者简介伍玉娇(1959一),女,贵州大学材料科学与冶金工程学院教授,主要研究方向:聚烯烃/无机刚性粉体复合材料,新型耐蚀材料.收稿日期:2005—10—1071?1.4性能测试拉伸强度按GB/T1040--1992;弯曲强度按GB/T934l一88;冲击强度按GB/T1043--93.2实验结果与讨论2.1添加不同含量的纳米SiO:对PP材料力学性能的研究表1PP/纳米SiO:复合体系力学性能从表1可看出随纳米SiO:的含量增加,材料的拉伸强度和弯曲强度呈现先升后降的趋势,而冲击强度基本上呈现先降后升的趋势,断裂伸长率一直下降,在添加量为2%时, PP/nano—SiO:复合材料体系综合性能较好,拉伸强度增加了3.9%,弯曲强度增加了8.7%,冲击强度下降了1.2%.2.2添加各种不同组份与2%纳米SiO:共用对PP材料体系的力学性能影响从图1可看出随弹性体POE的含量增加,材料的拉伸强度显着下降,而HDPE和接枝PP对PP/纳米SiO:复合材料的拉伸强度呈现先升后降的趋势.从图2,图4可看出弹性体POE对PP的冲击强度和断裂伸长率有显着的改善效果,随着POE含量的增加,体系的冲击强度和断裂伸长率有很重大的提高.嚣从图3可看出,随POE的蚤含量增加,PP/纳米SiO:复合材料的弯曲强度呈现先略上升后显着下降的趋势;接枝PP对PP/纳米SiO复合材料的弯曲强度呈现略下降的趋势;HDPE对PP/纳米SiO2复合材料的弯曲强度呈现先略上升后下降的趋势.可见,POE对PP有优良的增韧作用,与PP,活性纳米SiO:有较好的相容性.这是因为POE的分子量分布窄,分子结构中侧辛基长于侧乙基,在分子结构中可形成联结点,在各成分之间起到联结,缓冲擐加组份的百分台量懦(B罐枝PP;c—HDPE:D—POE)图1添加不同组份与拉伸强度的关系/匡/,',一.舔加组份的百分舍量懦(B罐技PP;C-HDPE~D-POE)图2添加不同组份与冲击强度的关系作用,使体系在受到冲击时起分散,缓冲冲击能的作用,减少银纹因受力发展成裂纹的机会,从而提高了体系的冲击强度. 当体系受到张力时,由于这些联结点所形成的网络状结构可以发生较大的形变,所以,体系的断裂伸长率有显着的增加, 当P0E的含量增加时,体系的拉伸强度,弯曲强度均有所下降,这是由POE本身的性能决定的,故POE的含量应控制在20%以下;对于HDPE,已有研量究表明j:采用HDPE与PP嚣共混时,HDPE的球晶对PP的球晶有插入,分割作用,能达到细化PP晶粒作用,起到增韧效果.但是当PP中HDPE的含量较高时,HDPE与PP的相容性变差所致.对于接枝PP,随接枝PP含量的增加,冲击强度呈现上升的趋势,主要是接枝量PP在PP/纳米siO:复合材料萎起到增容剂的作用.2.3综合性能较好的材料配比从以上几个方面的实验及分析中归纳出三个综合性能较好,成本适中的材料配比,并进行了实验验证,分别对应于对器加组份的百分量,%(B罐桂PP;c—HDPE;D—POE)舔加组份的百分含量懦rB罐枝PP;C—HDPE;D—POE)图4添加不同组份与断裂伸长率的关系强度和韧性有不同要求的使用场合,结果如表2.表2推荐的改性材料配比及实验结果3结论3.1在PP填充增韧改性中,添加POE与纳米SiO:共用的增韧效果最好,但导致材料拉伸强度降低.3.2高密度聚乙烯,接枝PP与纳米SiO:共用在PP填充改性中,在一定的添加含量内能起增强增韧的功能.3.3按此综合性能,成本等因素,结果制定出适用于不同使用场合,成本适中的材料配比:a)88%均聚型聚丙烯+10%POE+2%二氧化硅.b)83%均聚型聚丙烯+15%接枝PP+2%二氧化硅.c)93%均聚型聚丙烯+5%高密度聚乙稀+2%二氧化硅.参考文献1张增民,吕荣侠等.塑料工业,1989,(1);312曹福志.优成树脂及塑料.1991,(2);133刘南安.付家瑞等.塑料科技.1998,(2);14李蕴能,章其忠等.工程塑料应用.1998,(6):85昊唯等.高分子.2000(1):996欧玉拳等.高分子.1996(1):597Rat~lloMS.WhileLR.J.App1.Polym.sci.1997,(2):505 8张弓等.高分子.1998,(5):5919张弓等.高分子.2000(6):306。

硅灰\聚丙烯纤维混凝土室内力学性能实验研究摘要：普通水泥混凝土存在许多缺陷，但可以通过掺入添加剂来改善其性能。

本文通过同时掺入聚丙烯纤维和硅灰，研究其对混凝土抗压、抗折性能的影响。

针对硅灰、聚丙烯纤维在混凝中的掺入量变化，进行了室内混凝土力学性能实验研究，运用正交试验方法优化后得出了最佳掺量为1%（体积比）聚丙烯纤维和10%（质量比）硅灰。

关键词：硅灰聚丙烯纤维混凝土力学性能一、引言混凝土，以其骨料可以就地取材，构件易于成型，具有水硬性等突出特点，被广泛的应用于土木建筑工程中。

但是混凝土作为一种多孔性的脆性材料，有其固有的弱点，如抗拉强度远远低于抗压强度、抗变形能力差、耐磨性差、抗渗性差、抗高温性能差、易折断等等。

由于这些不足的存在，限制了混凝土领域的扩展。

为改善混凝土的性能，出现了硅灰、粉煤灰及纤维增强水泥基复合材料，钢纤维、玻璃纤维、合成纤维等材料广泛应用于混凝土中。

其中硅灰、聚丙烯纤维由于具有掺加工艺简单、价格低廉、性能优异等特点，近年来更是被广泛采用。

二、相关研究成果2.1硅灰、聚丙烯纤维性能研究硅灰对改善混凝土性能有巨大作用。

硅灰的粒径较小，加入硅灰后，水泥石的密实性得到提高，从而抗压强度增大。

有研究表明当硅灰的掺量在8%—l0%时，对混凝土的综合性能贡献较大。

聚丙烯纤维对混凝土的作用主要是限制了混凝土早期裂缝的生成与发展，钝化了原生裂隙尖端的应力集中，使介质内的应力场更加持续和均匀，增强了混凝土的耐久性。

对聚丙烯纤维性能的研究发现：聚丙烯纤维对混凝土抗拉强度的提高可达到90%，劈裂抗拉抗折强度可达到20%。

研究表明硅灰与聚丙烯纤维同掺，对水泥混凝土性能的改善比单掺纤维更为明显。

当纤维掺量为0.2%，硅灰掺量为10%时，混凝土28d 抗压强度可提高39.44%。

2.2本文主要工作本文以硅灰、聚丙烯纤维的掺量为变化参数，对硅灰聚丙烯纤维混凝土的抗拉、抗折性能进行试验研究。

根据影响混凝土强度的主要因子列出（4因子3水平）正交试验表，完成相关实验。

聚丙烯纤维制备技术与性能研究聚丙烯是一种广泛应用于塑料工业的合成材料，其具有较高的强度、硬度、耐腐蚀性和耐疲劳性等特点。

由于这些优点，聚丙烯也被广泛应用于各种家庭和工业用品中，例如塑料袋、盒子、购物车等。

除了塑料材料之外，聚丙烯还可以用于纺织品的制造，例如聚丙烯纤维。

在本文中，我们将探讨聚丙烯纤维的制备技术和性能方面的研究。

一、聚丙烯纤维制备技术聚丙烯纤维一般是通过挤出、纺丝和拉伸等工艺制备而成。

首先，聚丙烯颗粒会经过融化和塑料化操作，然后送往挤出机。

在挤出机中，聚丙烯物料会被受热的螺杆推进到挤出机头部，进而通过微孔板加工出细小的聚丙烯纤维。

接下来，利用纺丝方法，使聚丙烯纤维形成一股连续的纤维丝。

最后，这些聚丙烯纤维会被经过拉伸后，形成有一定强度和尺寸的聚丙烯纤维。

虽然聚丙烯纤维的制备工艺相对简单，但随着工艺的变化和纤维形态的变化，对聚丙烯纤维的性能亦会有所不同。

例如，对聚丙烯纤维进行交织，或使其呈花环形态同样是有效的制备方式，亦能影响到聚丙烯纤维的性能。

二、聚丙烯纤维的性能研究聚丙烯纤维具有高强度和低密度、耐磨性、抗拉强度和高透气性等特点，这与其化学结构有一定的关联。

然而，随着聚丙烯纤维的制备，不同的工艺和方法，预计会导致一些潜在的物理、化学和机械的缺陷。

最主要的问题是在聚丙烯纤维的制备过程中，拉伸过度或不足可能会导致纤维的断裂。

如此，则导致聚丙烯纤维在各种应用场合下出现断裂或破损的情况。

这个问题的解决方案包括加强对聚丙烯纤维的质量控制和改进对聚丙烯的制备工艺。

此外，聚丙烯纤维的水分吸收度较低，随着使用时间的增加，聚丙烯纤维的柔顺度和柔软度将会下降。

为此，我们需要在开发和优化聚丙烯纤维制备技术的同时，深入研究其性能表现，找出优缺点，为其在纺织品、医疗材料等领域的应用提供依据。

另一方面，随着聚丙烯纤维的应用范围不断扩大，在研究聚丙烯纤维的性能时也应对其进行全面的评估和检测，以便在实践中更好地理解其优缺点，并更深入地开发和完善聚丙烯纤维的细节。

sio2增强增韧聚丙烯的原因一、背景介绍聚丙烯是一种广泛应用的热塑性合成树脂，具有轻质、耐候性好、化学稳定性高等特点，但其在强度和韧性方面存在不足。

为了改善聚丙烯的力学性能，可以通过添加填料来增强和增韧。

其中，SiO2是一种常用的填料，在聚丙烯中添加SiO2可以有效地提高其力学性能。

二、SiO2增强聚丙烯的原理1. SiO2填充物的特点SiO2是一种无机材料，具有高硬度、高强度和高耐磨性等特点。

在填充到聚丙烯中后，它可以形成一个网格结构，并与聚丙烯分子间作用，从而形成一个复合材料体系。

2. SiO2对聚丙烯力学性能的影响（1）增加硬度：由于SiO2本身具有高硬度，在填充到聚丙烯中后可以提高复合材料的硬度。

（2）提高抗拉强度：由于SiO2与聚丙烯分子之间的相互作用力，使得复合材料的内聚力增强，从而提高了其抗拉强度。

（3）提高抗冲击性：SiO2填充物可以在复合材料中形成一个网格结构，从而增加了复合材料的韧性和抗冲击性。

（4）改善耐磨性：由于SiO2本身具有高耐磨性，在填充到聚丙烯中后可以提高复合材料的耐磨性。

三、SiO2增韧聚丙烯的原理1. SiO2填充物的特点除了具有上述增强作用外，SiO2还具有较好的分散性和表面活性，能够有效地改善聚丙烯的流动性和加工性能。

2. SiO2对聚丙烯增韧的影响（1）改善流变性能：由于SiO2填充物具有较好的分散性和表面活性，在填充到聚丙烯中后可以有效地改善其流变性能，使得其更容易加工。

（2）形成网格结构：由于SiO2填充物可以在聚丙烯中形成一个网格结构，并与聚丙烯分子间作用，从而使得复合材料具有更好的韧性和耐冲击性。

（3）改善断裂韧性：SiO2填充物可以在复合材料中形成一个分散相，从而使得复合材料中的裂纹扩展路径增加，从而提高了其断裂韧性。

四、总结SiO2填充物在聚丙烯中的应用可以有效地提高其力学性能和加工性能。

其中，SiO2具有较好的分散性和表面活性，能够改善聚丙烯的流变性能；同时，SiO2还可以在聚丙烯中形成一个网格结构，并与聚丙烯分子间作用，从而使得复合材料具有更好的韧性和耐冲击性。

PP/纳米SiO2复合材料的研究摘要：通过熔融共混法制备了PP/纳米SiO2复合材料。

研究了纳米SiO2用量对PP基体性能的影响。

通过力学性能测试、DSC热分析和SEM照片观测对PP/纳米SiO2复合材料的结构和性能进行了系统地研究。

结果表明：当纳米SiO2含量为2%时，PP/纳米SiO2复合材料的综合力学性能最好。

DSC表明，纳米SiO2对PP基体有异相成核作用。

SEM电镜分析得出，经表面改性的纳米SiO2均匀地分散于PP 基体中，从而起到良好的改性作用。

关键词：聚丙烯; 纳米SiO2;力学性能聚丙烯(PP)作为通用塑料，由于冲击强度低、耐低温韧性差、制品成型收缩率大等原因，限制了其进一步的使用和发展。

近年来对PP改性的研究较多，大部分在PP增韧方面有了突破性进展，但在冲击韧性得到改善的同时却以牺牲其他方面性能作为代价，如强度[1]。

有关无机纳米级粒子填充聚合物的理论和应用研究[2-8]表明，无机纳米粒子可同时增强、增韧聚合物。

然而纳米粒子具有较高的表面能而极易团聚，而且与PP基体的极性相差大，相容性差，从而大幅度劣化PP复合材料的物理机械性能。

目前提高纳米粒子在干态下的分散性，使其更均匀地分散在聚合物基体中成为无机纳米粒子改性PP研究的又一热点[9,10]。

本文通过力学性能测试、DSC热分析和SEM照片观测对PP/纳米SiO2复合材料的结构和性能进行了系统性的研究。

1 实验部分1.1 主要原料聚丙烯（PP）, T30S，独山子石化公司；纳米SiO2 (平均粒径20nm)，浙江舟山纳米材料股份有限公司；硅烷偶联剂(KH560)，杭州沸点化工有限公司。

1.2主要仪器和设备同向双螺杆混炼挤出机（TSE-40A），南京瑞亚高聚物设备有限公司；塑料注射成型机（CJ80MZ-NCⅡ），震德塑料机械厂有限公司；液晶式摆锤冲击试验机（ZBC-4B），深圳市新三思计量技术有限公司；微机控制电子万能试验机（WDW-10C），上海华龙测试仪器公司；扫描电子显微镜（KYKY-2800B SEM），北京中科科仪技术发展有限责任公司；差示扫描量热仪（DSC Q10），TA Instruments。

聚丙烯的结晶形态与性能实验结果分析聚丙烯作为一种重要的聚合物材料，在工业生产和日常生活中得到了广泛的应用。

其性能与结晶形态密切相关，通过实验对聚丙烯的结晶形态与性能进行分析，有助于深入理解聚丙烯的特性及其在不同领域中的应用。

实验方法在实验中，我们选择了不同结晶条件下制备的聚丙烯样品进行测试。

首先，利用适当的方法将聚丙烯加热到熔点以上，并在一定温度和时间条件下进行结晶处理，得到具有不同结晶形态的样品。

然后，通过X射线衍射（XRD）对样品进行分析，确定其结晶类型和结晶度。

同时，通过热分析技术（如热重分析和差热分析）研究样品的热性能，包括熔点、熔融焓等参数。

结晶形态分析通过实验测定和分析，我们发现在不同结晶条件下制备的聚丙烯样品，其结晶形态和性能存在显著差异。

在高结晶度条件下，聚丙烯呈现出更加有序的结晶形态，XRD结果显示出明显的结晶峰，热性能表现出更高的熔点和熔融焓值。

而在低结晶度条件下，聚丙烯的结晶形态则呈现出较为杂乱的状态，XRD图谱上结晶峰较为模糊，热性能表现较差。

此外，随着结晶温度和时间的增加，聚丙烯样品的结晶度和热性能均呈现出提高的趋势。

这表明结晶条件对于聚丙烯的结晶形态和性能具有重要影响，合理的结晶处理可以改善聚丙烯的性能表现。

性能分析聚丙烯的结晶形态对其性能具有重要影响。

高结晶度的聚丙烯具有较高的结晶区域，分子链有序排列，因而具有较高的硬度和强度。

而低结晶度的聚丙烯结晶区域较小，分子链排列较为松散，表现出较低的硬度和强度。

此外，聚丙烯的结晶形态还会影响其热性能，高结晶度的聚丙烯在高温下保持较好的稳定性，抗热变形能力较强。

而低结晶度的聚丙烯则在高温下容易软化变形。

因此，在不同需求场合下，可以选择适合的结晶条件来调控聚丙烯的性能，以满足不同的应用需求。

结论通过对聚丙烯的结晶形态与性能进行实验分析，我们深入理解了结晶条件对聚丙烯性能的重要性。

合理的结晶处理可以改善聚丙烯的力学性能和热性能，提高其在工业生产中的应用性。

收稿日期：２０１０－１０－２０作者简介：刘益片（１９８５—），女，广东河源人，硕士研究生．第４卷　第４期材　料　研　究　与　应　用Ｖｏ１．４，Ｎｏ．４２　０　１　０年１　２月ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ　ＲＥＳＥＡＲＣＨ　ＡＮＤ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｄｅｃ．２　０　１　０文章编号：１６７３－９９８１（２０１０）０４－０６５９－０４微米二氧化硅改性聚丙烯复合材料的力学性能研究刘益片，章明秋，容敏智，阮文红（中山大学聚合物复合材料及功能材料教育部重点实验室，广东广州　５１０２７５）摘　要：以球磨接枝方式制备了聚丙烯酸酯（ＰＢＡ）接枝微米级二氧化硅，并通过转矩流变仪与聚丙烯（ＰＰ）熔融共混得到接枝微米二氧化硅改性聚丙烯复合材料．利用红外光谱、热重分析、万能力学试验机、扫描电镜技术研究了球磨接枝原理以及复合材料的性质．结果表明，球磨过程中，ＰＢＡ通过化学键的形式接枝到微米二氧化硅表面，使其在聚丙烯集体中得到较好的分散，而且粒子表面的接枝聚合物链与基体大分子链相互缠结，这样的结构增强了微米粒子与基体间的界面相互作用，从而对复合材料力学性能的提高起到了有利作用．关键词：微米二氧化硅；聚丙烯；球磨接枝；力学性能；微观结构中图分类号：ＴＱ３１７．３ 文献标识码：Ａ纳米二氧化硅填充聚合物材料的研究是近年来的热点．纳米粒子表面能大，与聚合物相容性差，且易团聚，这使得纳米粒子不能很好地发挥其与基体的相互作用从而有效地传递载荷，此后人们通过化学方法［１］、球磨方式［２］、原位接枝［３］及辐照［４］等方式往二氧化硅表面接枝聚合物，从而增加粒子与聚合物的界面相容性，使纳米粒子能充分发挥其优异性能［５－６］．本文研究在高温牵伸分散的加工工艺下，接枝聚丙烯酸丁酯改性微米级二氧化硅填充聚丙烯复合材料的力学性能及其机理［７－９］．１　实验部分１．１　原料及试剂微米级二氧化硅（Ｓ＝７，平均粒径１．５μｍ）；等规聚丙烯（ＰＰ）Ｈ１５００（韩国现代化学集团生产，熔融指数１１．４５ｇ／１０ｍｉｎ，ＡＳＴＭＤ５６９－９０）；丙烯酸丁酯（ＢＡ天津市大茂化学试剂厂生产，分析纯）；偶氮二异丁氰（ＡＩＢＮ，引发剂）．１．２　主要设备转矩流变仪Ｒｈｅｏｃｏｒｄ３００ｐ（德国Ｈａａｋｅ公司产）；行星式球磨机ＱＭ－ＩＳＰ２（南京大学仪器厂产）；傅里叶变换红外光谱分析仪ＴＥＮＳＯＲ２７（德国ＢＲＵＫＥＲ公司产）；热重分析仪Ｎｅｔｚｓｃｈ　ＴＧ－２０９（德国耐驰仪器制造有限公司产）；万能力学性能测试机（深圳新三思材料检测有限公司产）；扫描电子显微镜ＪＥＯＬ－５４００（日本电子株式会社产）．１．３　微米粒子的接枝改性将微米粒子在１４０℃下真空干燥５ｈ，除去表面吸附的水分，然后将干燥的微米粒子和丙烯酸丁酯（ＢＡ）以一定的质量比投入球磨罐中，再加入适量引发剂，转速４５０ｒｐｍ，反应２ｈ，反应完成后将接枝后的二氧化硅过７５μｍ的筛子，干燥后用索氏提取器以丙酮为溶剂抽提３６ｈ，除去均聚的聚丙烯酸丁酯（ＰＢＡ）［２］．抽提产物干燥后即得到接枝了ＰＢＡ的微米粒子（ＳｉＯ２－ｇ－ＰＢＡ），经红外光谱证实ＳｉＯ２已成功接枝上ＰＢＡ，利用热重分析仪（ＴＧＡ）测定ＰＢＡ接枝到微米粒子表面的百分率．１．４　复合材料的制备和表征将接枝改性后的微米粒子、ＰＰ基体以一定得比例混匀后投入转矩流变仪中熔融共混１０ｍｉｎ，温度１７０℃，转速６０ｒ／ｍｉｎ．先制得高粒子含量的母粒Ａ：ｗ（ＳｉＯ２－ｇ－ＰＢＡ）＝１０％，ｗ（ＰＰ基体）＝９０％．然后将破碎后母料与不同比例的ＰＰ粒料混合，熔融共混制得不同ＳｉＯ２－ｇ－ＰＢＡ含量的复合材料．将复合材料在１７０℃下用模具压成１ｍｍ厚的薄片，然后在１５０℃的烘箱里以４０ｍｍ／ｍｉｎ的速度单轴拉伸样条，制得牵伸分散微米粒子的样条，再将样条裁成长８０ｍｍ，宽１０ｍｍ的标准样条，在万能力学试验机上按ＧＢ／Ｔ１６４２１－１９９６测试其拉伸性能．最后用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察复合材料样条的脆断面（通过冷冻拉伸样条切片制得）．２　结果与讨论２．１　微米ＳｉＯ２粒子表面接枝的效果为了证实球磨法确实能使聚丙烯酸丁酯（ＰＢＡ）通过化学键作用接枝到二氧化硅表面及测定ＰＢＡ接枝到粒子表面的百分含量，我们采用傅里叶红外光谱和热重分析仪来表征．图１为ＳｉＯ２－ｇ－ＰＢＡ的红外光谱图．从图１可以看到，在１７８５ｃｍ－１处存在典型的羰基吸收峰，证明在球磨过程中通过力的作用在ＳｉＯ２表面的确生成了ＰＢＡ．从ＳｉＯ２－ｇ－ＰＢＡ的ＴＧＡ（图２）可以看到，热失重从３１０℃开始，到５５０℃时达到最大失重率，最大失重率为５．１２％．由于均聚物在丙酮抽提过程中已被除去，且在７００℃之前ＳｉＯ２还没有分解，所以此时失重的便是接枝到ＳｉＯ２表面的ＰＢＡ的质量，即ＳｉＯ２的接枝率．在以下的工作中我们选用的是接枝率为５％的ＳｉＯ２－ｇ－ＰＢＡ粒子来制备进一步研究的复合材料．２．２　复合材料的力学性能根据表１数据可知：相对于纯ＰＰ的弹性模量（２０６５．４２ＭＰａ），填充二氧化硅后复合材料的弹性模量均有不同程度的提高；相对于纯ＰＰ的拉伸强度（１８２．４２ＭＰａ）填充二氧化硅后其拉伸强度大大增强．结果表明高温牵伸分散的方法能很好地促进二氧化硅粒子在基体中的均匀分布，进而提高复合材料的力学性能．图１　ＳｉＯ２－ｇ－ＰＢＡ的ＦＴＩＲ图图２　ＳｉＯ２－ｇ－ＰＢＡ的ＴＧＡ图表１　二氧化硅填充ＰＰ复合材料的低温拉伸性能比较弹性模量／ＭＰａ拉伸强度／ＭＰａＳｉＯ２填充比例ｗ／％０　０．２５　１　３　０　０．１　０．２５　０．７５　１　２　３ＰＰ＋ＳｉＯ２２０６５．４２　２８０３．５４　２９５７．０４　２８８３．７１　１８２．４２　２１７．８１　２３０．１４　２３４．６２　２４０．７３　２４９．８８　２１１．９１ＰＰ＋ＳｉＯ２－ｇ－ＰＢＡ—３３０８．１８　３３９９．３５　３３６８．５８—２３７．９０　２４０．４１　２４３．５１　２４６．２７　２５５．５２　２２７．６８比较表１中数据可以明显看出，相对于填充未处理的ＳｉＯ２的复合材料的拉伸强度，填充接枝ＰＢＡ的二氧化硅复合材料的拉伸强度和弹性模量有较大幅度提高．填充未接枝的１．５μｍ　ＳｉＯ２的拉伸强度（填充量为２％时拉伸强度的最大值）相对于纯ＰＰ的拉伸强度提高了３７％；填充接枝的１．５μｍＳｉＯ２的拉伸强度（填充量为２％时拉伸强度的最大值）相对纯ＰＰ提高了４０．１％．结果表明，接枝的ＰＢＡ与基体ＰＰ在熔融共混中相互缠绕，大大增强ＳｉＯ２与ＰＰ的界面作用，有助于ＳｉＯ２在基体ＰＰ中０６６材　料　研　究　与　应　用２　０　１　０更均匀地分散，对复合材料的力学性能起到非常好的促进作用．２．３　接枝二氧化硅在基体聚丙烯中的分布情况及两者的界面特性为了解析填充二氧化硅提高ＰＰ的力学性能的机理，我们采用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）研究复合材料的界面特性．图３（ａ）是未改性的ＳｉＯ２／ＰＰ复合材料的ＳＥＭ照片．由图３（ａ）可见，粒子团聚比较严重且分散不均匀，粒子像是嵌在基体中；而经过接枝改性的ＳｉＯ２在基体ＰＰ中的分散效果很好（图３（ｂ））．图３　ＳｉＯ２／ＰＰ复合材料扫描电子显微镜照片（ａ）ＰＰ＋ＳｉＯ２；（ｂ）ＰＰ＋ＳｉＯ２－ｇ－ＰＢＡ３　结　论采用球磨方法，能够使聚丙烯酸丁酯通过化学键接枝到微米级ＳｉＯ２粒子表面．ＳｉＯ２表面接枝的ＰＢＡ分子链和基体大分子链间相互缠结在一起，可促进粒子在聚合物基体中得到较好的分散；另外高温牵伸也可使得粒子更均匀地分散在基体ＰＰ中，从而使粒子与基体间界面的相互作用大大增强，显著提高复合材料的机械性能．参考文献：［１］ＳＰＡＮＧＥ　Ｓ．Ｓｉｌｉｃａ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｂｙ　ｃａｔｉｏｎｉｃ　ｐｏｌｙ－ｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃａｒｂｅｎｉｕｍ　ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎＰｏｌｙｍｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０００，２５：７８１－８４９．［２］ＲＵＡＮ　Ｗ　Ｈ，ＺＨＡＮＧ　Ｍ　Ｑ，ＲＯＮＧ　Ｍ　Ｚ，ｅｔ　ａｌ．Ｍｅ－ｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｆｒｏｍ　ｂａｌｌ－ｍｉｌｌｉｎｇｇｒａｆｔｅｄ　ｎａｎｏ－ｓｉｌｉｃａ／ｐｏｌｙｌｒｏｌｙｌｅｎｅ　ｂｌｏｃｋ　ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ［Ｊ］Ｐｏｌｙｍｅｒｓ　ａｎｄ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，２００４，１２（４）：１－１２．［３］周彤辉，阮文红，王跃林，等，原位接枝改性纳米二氧化硅／聚丙烯复合材料Ⅰ：结构表征［Ｊ］．复合材料学报，２００６，２３（２）：７１－７６．［４］ＲＯＮＧ　Ｍ　Ｚ，ＺＨＡＮＧ　Ｍ　Ｑ，ＺＨＥＮＧ　Ｙ　Ｘ，ｅｔ　ａｌ，Ｉｍ－ｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｎａｎｏ－ＳｉＯ２／ＰＰ　ｃｏｍ－ｐｏｓｉｔｅｓ　ｉｎ　ｒｅｌａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ［Ｊ］．Ｐｏｌｙｍｅｒ２００１，４２（７）：３３０１－３３０４．［５］余东升，姜通武，张玉清．纳米二氧化硅表面接枝聚合改性研究进展［Ｊ］．涂料工业，２０１０，４０（７）：６２－６６．［６］ＺＨＯＵ　Ｔｏｎｇ－ｈｕｉ，ＲＵＡＮ　Ｗｅｎ－ｈｏｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｙｕｅ－ｌｉｎ，ｅｔ　ａｌ．Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｗｉｔｈ　ｎａｎｏ－ｓｉｌｉｃａ　ｍｏｄｉ－ｆｉｅｄ　ｂｙ　ｉｎ－ｓｉｔｕ　ｇｒａｆｔｉｎｇ　ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎⅡ：Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒ－ｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］Ａｃｔａ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ　ｓｉｎｉｃａ，２００７．２４（３）：４５－５１．［７］容敏智，章明秋，郑永祥，等．纳米增韧增强聚丙烯的界面效应与逾渗行为［Ｊ］．复合材料学报，２００２，１９（１）：１－４．［８］ＷＵ　Ｃ　Ｌ，ＺＨＡＮＧ　Ｍ　Ｑ，ＲＯＮＧ　Ｍ　Ｚ．Ｇｒａｆｔｉｎｇ　ｐｏｌｙ－ｍｅｒｔｉｚａｔｉｏｎ　ｏｎｔｏ　ｎａｎｏｓｉｌｉｃａ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＰＰ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｍａｔｅｒｉａｅ　Ｃｏｍｐｏｓ－ｉｔａｅ　Ｓｉｎｉｃａ，２００２，１９（６）：６１－６７．［９］ＷＵ　Ｃ　Ｌ，ＺＨＡＮＧ　Ｍ　Ｑ，ＲＯＮＧ　Ｍ　Ｚ，ｅｔ　ａ１．Ｔｅｎｓｉｌｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｆｉｌｌｅｄ－ｐｏｌ－ｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００２，６２（１０）：１３２７－１３４０．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｗｉｔｈｍｉｃｒｏ－ｓｉｌｉｃａ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｂｙ　ｂａｌｌ－ｍｉｌｌｉｎｇ　ｇｒａｆｔｉｎｇ　ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎＬＩＵ　Ｙｉ－ｐｉａｎ，ＺＨＡＮＧ　Ｍｉｎｇ－ｑｉｕ，ＲＯＮＧ　Ｍｉｎ－ｚｈｉ，ＲＵＡＮ　Ｗｅｎ－ｈｏｎｇ（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｕｎ　Ｙｅｔ－ｓｅｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０２７５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ（ＰＰ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｗｉｔｈ　ｐｏｌｙｂｕｔｙｌ　ａｃｒｙｌａｔｅ（ＰＢＡ）ａｎｄ　ｍｉｃｒｏ－ｓｉｌｉｃａ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｂｙ　ｂａｌｌ－ｍｉｌｌｉｎｇ　ｇｒａｆｔｉｎｇ　ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙ　ａ　ｃｏｎｃｅｎｔｉｏｎａｌ　ｍｅｌｔ　ｃｏｍｐｏｕｄｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｔｈｅ　ｍｅｃｈａ－ｎｉｓｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒａｆｔ　ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｂｙ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｓｐｅｃ－ｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＩＲ），ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ（ＴＧＡ），ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ　ａｎｄ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｉｃｒｏ－ｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ＰＢＡ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｇｒａｆｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　ｍｉｃｒｏ－ｓｉｌｉｃａ　ｂｙ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｂｏｎｄｓｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｂａｌｌ－ｍｉｌｌｉｎｇ　ｇｒａｆｔｉｎｇ　ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｍｉｃｒｏ－ｓｉｌｉｃａ　ｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｗｅｒｅ　ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｌｙ１６６第４卷　第４期刘益片，等：微米二氧化硅改性聚丙烯复合材料的力学性能研究ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ　ｉｎ　ＰＰ　ｍａｔｒｉｘ　ａｎｄ　ａ　ｓｔｒｏｎｇ　ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｃｈａｉｎ　ｅｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔ　ｂｅ－ｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｇｒａｆｔｅｄ　ｐｏｌｙｍｅｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍａｔｒｉｘ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｈｉｇｈｌｙ　ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ　ｔｏ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏ－ｓｉｌｉｃａ；ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；ｂａｌｌ－ｍｉｌｌｉｎｇ　ｇｒａｆｔｉｎｇ　ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｍｉｃｒｏ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ２６６材　料　研　究　与　应　用２　０　１　０。

中英名称中文名称（聚丙烯）[1]英文名称Polypropylene性能特性（1）物理性能：聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.90~.091g/cm3，是目前所有塑料中最轻的品种之一。

它对水特别稳定，在水中24h的吸水率仅为0.01%，分子量约8~15万之间。

成型性好，但因收缩率大，厚壁制品易凹陷。

制品表面光泽好，易于着色。

（2）力学性能：聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能，其强度和硬度、弹性都比HDPE高，但在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以冲击强度较差，分子量增加的时候，冲击强度也增大，但成型加工性能变差。

PP最突出的性能就是抗弯曲疲劳性，如用PP注塑一体活动铰链，能承受7×107次开闭的折迭弯曲而无损坏痕迹，干摩擦系数与尼龙相似，但在油润滑下，不如尼龙。

（3）热性能：PP具有良好的耐热性，熔点在164~170℃，制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的，150℃也不变形。

脆化温度为-35℃，在低于-35℃会发生脆化，耐寒性不如聚乙烯。

（4）化学稳定性：聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定，但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使PP软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良好。

（5）电性能：聚丙烯的高频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响。

它有较高的介电系数，且随温度的上升，可以用来制作受热的电气绝缘制品，它的击穿电压也很高，适合用作电气配件等。

抗电压、耐电弧性好，但静电度高，与铜接触易老化。

（6）耐候性：聚丙烯对紫外线很敏感，加入氧化锌、硫代丙酸二月桂酯、碳黑或类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。

PP聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.90~0.91g/cm3，是目前所有塑料中最轻的品种之一。

聚丙烯工程纤维物理力学性能探讨2010年5月12日中国纤检摘要：为探讨聚丙烯纤维的物理力学性能，对实验室2005～2008四年时间内检测的近200个聚丙烯纤维样品物理指标进行分析，并与国家标准GB/T 21120—2007《水泥混凝土和砂浆用合成纤维》和行业标准JT/T525－2004《公路水泥混凝土纤维材料聚丙烯纤维和聚丙烯氰纤维》比较，发现我国聚丙烯工程纤维的物理力学性能基本满足各自企业标准要求，达到甚至超过国家标准和行业标准的规定。

关键词：聚丙烯纤维；物理力学性能；标准聚丙烯（Polypropylene）纤维，工程上又被称为混凝土及砂浆抗裂合成纤维（微纤维），是一种掺入聚丙烯纤维来增强或改善混凝土性能的复合材料，聚丙烯纤维混凝土能够抑制塑性收缩裂缝、显著提高混凝土的抗冲击性能、抗松散性、抗渗性，抗拉、抗折弯强度和弯曲疲劳性能。

因而聚丙烯纤维混凝土在高层建筑的地下室、污水处理厂的污水池、港区路面、高速公路路面、码头货物料场以及地下洞室、护坡等工程中得到了广泛的应用，并收到了良好的效果[1～4] 。

纤维砂浆、混凝土的质量和聚丙烯纤维产品的质量息息相关，纤维的品质直接决定纤维的性能。

目前国内对聚丙烯纤维产品品质评定的检验标准主要有两个：国家标准GB/T 21120—2007 《水泥混凝土和砂浆用合成纤维》和行业标准JT/T525－2004《公路水泥混凝土纤维材料聚丙烯纤维和聚丙烯氰纤维》，这两个标准是目前水泥混凝土和砂浆用合成纤维方面，行业内所拥有的最新、最权威的检测依据，但并没有得到广泛的应用，各生产厂家多采用本企业的企业标准对生产的聚丙烯纤维进行检测。

检测标准的不统一给聚丙烯纤维性能的研究带来一定的困扰，给产品性能的横向评估带来一定的困难。

为探讨聚丙烯纤维的物理力学性能，本文通过对我们实验室2005年～2008年四年时间内检测的近200个聚丙烯纤维样品物理性能指标进行分析，并与国家标准GB/T 21120-2007《水泥混凝土和砂浆用合成纤维》和行业标准JT/T525－2004《公路水泥混凝土纤维材料聚丙烯纤维和聚丙烯氰纤维》进行比较，总结聚丙烯纤维的物理力学性能，为同行参考。

纳米SiO2增强增韧聚丙烯的研究石　璞,晋　刚,吴宏武,瞿金平,何和智(华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心,广东广州510640)摘　要:通过熔融共混法制备了SiO2分散很好的聚丙烯/纳米SiO2复合材料。

力学性能测试结果表明,当使用2份纳米SiO2时,聚丙烯/纳米SiO2复合材料的力学性能最优:与纯PP相比,V形缺口冲击强度提高了90%,弯曲强度提高了23%,拉伸强度提高了5%;成型收缩率增大,这是由于大量分散于PP中的超细SiO2使PP晶体变小引起的。

关　键　词:纳米二氧化硅;聚丙烯改性;增强增韧;熔融共混中图分类号:TQ325.1+4 文献标识码:B 文章编号:1001Ο9278(2002)01Ο0037Ο04 聚丙烯(PP)是一类应用范围很广的通用塑料,其拉伸强度、屈服强度、表面硬度及弹性模量均较优异,并有突出的耐环境应力开裂性和耐磨性,但是聚丙烯也存在成型收缩率高,缺口冲击强度低,韧性差,易老化等缺点。

因此在应用范围上,尤其是作为结构材料和工程塑料应用受到很大的限制。

近年来,PP的改性已成为使其工程化、功能化、精细化的重要手段。

但是单纯的共混、接枝、相容剂等改性技术有一定的局限性,不可能同时增强增韧PP。

近年来国内外开始了关于纳米级粒径无机填料填充聚合物的基础理论和应用研究,包括用蒙脱土、TiO2、CaCO3等纳米微粒填充PP 的研究[1～5]。

不过由于无机纳米粒子同PP极性差异较大,二者相容性很差;而且纳米粒子由于表面能高而极易团聚,所以很难得到分散好、团聚少、性能优异的复合材料。

本文根据纳米SiO2的表面特征采用了适当的纳米粒子表面预处理法,通过熔融共混制备了性能较好的PP/纳米SiO2复合材料。

1　实验1.1　主要原材料聚丙烯(PP):挤出级,广州石化公司;纳米SiO2:工业品,浙江舟山明日纳米材料公司;表面处理剂B(复合偶联剂),实验室合成制品;其它试剂:市售。

1.2　主要设备双螺杆挤出机,江苏科亚公司TE系列;通用注塑机,顺德震德公司;收稿日期:2001Ο11Ο24基金项目:国家863计划资助项目透射电镜,日本日立J EOL-100CXⅡ型;傅立叶红外仪,美国Nicolet670型;万能拉力机,美国Instron5566型;扫描电镜,日本日立HITACHI S-550型。

PET/纳米S i O2的聚合及结晶性能和纺丝性能的研究吴嘉麟, 叶忍记, 陈烨, 李兆芬, 郑浩, 李素花纤维改性国家重点实验室, 东华大学材料科学与工程学院,上海, 200051E-mail: jlwu@摘要:利用纳米SiO2/EG体系的可逆凝胶特性，在聚合过程中将纳米粒子均匀分散在PET 中。

热台显微镜和DSC等实验方法澄清了纳米SiO2对PET结晶行为的影响。

实验得出： PET/纳米体系中的所有纳米粒子的运动是长程关联的。

在降温过程中,纳米SiO2并非起成核剂作用，而是明显推迟了起始晶核的形成时间。

实验显示:体系中一旦出现微晶，微晶的数目将更多，且将很快使体系中所有较小的晶粒连成一片。

合适的配方可使体系中微晶很多且不出现球晶。

这一现象非常有利于熔融纺丝和后加工拉伸工艺。

关键词：纳米SiO2，聚酯，微晶，纺丝性能1．引 言PET/纳米粒子复合材料的研究成果已经在塑料行业中得到了广泛应用[1]。

而将PET/纳米SiO2复合材料制成纤维的研究才刚刚起步[2]，首要的问题是要弄清楚PET/纳米SiO2复合材料在熔融纺丝过程中的可纺性，即纳米SiO2在降温过程中对PET晶核形成的影响。

现已工业化生产的纳米SiO2的粒径范围为20 ∼80纳米。

有文献[3 - 5]报道, 在PP和尼龙6中, 纳米SiO2起诱导晶核、或起成核剂的作用, 在PET中, 结晶速率加快。

如果PET中的纳米SiO2起诱导晶核作用,那将不利于熔融纺丝的可纺性。

为了弄清楚纳米SiO2对晶核形成的影响，关键在于要制得纳米SiO2能均匀分散在PET中的切片样品。

目前有许多文献报道了纳米粒子的分散方法[6 - 8]，大都采用偶联剂对纳米粒子进行改性，或对所选纳米粒子进行包覆改性。

而一种低成本又能实现工业化的新方法是文献[9]中提出的“可逆凝胶的纳米粒子/分散体系的超高速剪切”的方法。

本课题组利用纳米SiO2/EG体系的可逆凝胶特性, 成功实现了在聚合过程中将纳米SiO2均匀分散在PET中的工业化试验。

聚丙烯1100N及同类产品的结晶性能及形态对比研究宋程鹏;田广华;黄河;焦旗【摘要】采用差示扫描量热仪、X-射线衍射仪和偏光显微镜等研究了聚丙烯1100N及其同类产品V30G、1120的基本性能、结晶性能及结晶形态.结果表明:与V30G、1120相比,1100N的熔体流动速率最小,说明其相对分子质量最大;力学性能的差异说明3个试样的结晶性能及形态不同;1100N的结晶温度最高,说明其结晶能力最好;1100N的结晶度最高为48.3%,因此其负荷变形温度及弯曲模量最高,其负荷变形温度高达86℃.%The crystallization and crystal morphology of polypropylene 1100N and market similar grades V30G and 1120 were studied by differential scanning calorimeter,X-ray diffraction and polarizing microscope etc methods.The characteristics of structure and properties for three productions were analyzed,the differences of structure and properties for three productions were compared,the effect of structure on performance was studied.The results showed that,compared with the market similar grades of V30G and 1120,1100N had higher crystallinity,smaller crystalline spherulites,faster crystallization rate,stronger crystallization ability,better rigidity,hardness and thermal deformation.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2017(046)004【总页数】5页(P19-23)【关键词】聚丙烯;结晶性能;力学性能;熔体流动速率(MFR)【作者】宋程鹏;田广华;黄河;焦旗【作者单位】神华宁夏煤业集团煤制油化工研发中心,宁夏银川 750411;神华宁夏煤业集团煤制油化工研发中心,宁夏银川 750411;神华宁夏煤业集团煤制油化工研发中心,宁夏银川 750411;神华宁夏煤业集团煤制油化工研发中心,宁夏银川750411【正文语种】中文【中图分类】TQ325.1+4聚合物的结晶度、晶型、微晶尺寸与分布、结晶完善程度、片晶厚度等对其最终性能有很大影响，聚丙烯(PP)的许多性能都与结晶度密切相关[1-2]。