PP纳米硫酸钡复合材料的性能研究

PP/nano-CaCO3（纳米碳酸钙-聚丙烯）复合材料的注射成型及力学性能实验一、实验目的1 了解纳米CaCO3对PP的增韧效果、原理。

2 熟悉PP复合材料的注射成型制备过程。

3 了解复合材料的力学性能测试。

4 了解电镜测样原理和具体步骤。

二、实验原理1、纳米CaCO3对PP的增韧效果原理聚丙烯(PP)是一种综合性能较优异的热塑性塑料，广泛应用于医疗器具、汽车零部件、家庭用品、办公用品、建筑材料、化工管道以及大量的运输和包装材料等方面，制品具有耐热好、化学稳定性高和成型性好等优点。

但同时PP也存在冲击韧性低，低温易脆裂，耐候性差强度、模量、硬度低，成型收缩大，尺寸稳定性差，制件易变形等缺点。

这些缺点大大限制了PP的应用，并且给实际生产带来了许多麻烦，因此，对PP进行改性研究以拓宽其应用领域成了学者们研究的热点。

纳米碳酸钙（nano-CaCO3）填充PP是一种具有广泛应用前景的复合材料，nano-CaCO3原料来源丰富且价廉易成型加工，制品的耐热性、硬度、刚性及尺寸稳定性均优于PP塑料所以引起了国内外众多学者的广泛关注。

本实验通过熔融共混的方法将nano-CaCO3填充到PP中，研究了nano-CaCO3用量对PP力学性能的影响及其在PP中的分散状况2、PP复合材料的注射成型制备过程⑴合模与开模。

合模是动模前移，快速闭合。

在与定模将要接触时，依靠合模系统的自动切换成低压，提供低的合模速度，低的合模压力，最后切换成高压将模具合紧。

开模是注射完毕后，动模在液压油缸的作用下首先开始低速后撤，而后快速后撤到最大开模位置的动作过程。

⑵注塑阶段。

模具闭合后，注塑机机身前移使喷嘴与模具贴合。

油压推动与油缸活塞杆连接的螺杆前进，将螺杆头部前面已塑化均匀的物料以规定的压力和速度注射入模腔，直到熔体充满模腔为止。

⑶保压阶段。

熔体充模完全后，螺杆施加一定的压力，保持一定的时间，是为了解决模腔内熔体因冷却收缩造成制品缺料时，能及时补塑，使制品饱满。

PET/纳米硫酸钡复合材料性能研究聚对苯二甲酸乙二酯(PET)耐磨、电学和力学性能均好、尺寸稳定，被广泛用于包装工业，制备膜、瓶和容器。

但由于其分子链中的芳族链段阻碍分子链的运动，使PET结晶速率较低而造成结晶不完善和不均匀，模塑周期长，制品不易脱模，并有翘曲、表面粗糙、耐冲击性和耐湿热性差等缺点，限制了它在工程塑料领域内的使用。

所以，提高PET的结晶速率是解决问题的关键。

目前，关于PET的研究大多集中在加入成核剂加快其结晶速率及与纳米无机材料复合上。

用于改性PET的纳米无机粒子主要有纳米级的SiO2、TiO2、ZnO、CaCO3和蒙脱土等。

作为一种新的无机纳米材料，纳米BaSO4的相对密度较大，能吸收X射线和γ射线，耐光、耐腐蚀，有增强增韧的效果，制品光泽度也有改善，但相关工作还较少报道。

笔者研究了添加纳米BaSO4的PET的结晶行为、力学性能及热性能。

1 实验部分1.1 主要原料PET：608S，特性粘度为0.85dL/g，远纺工业(上海)有限公司；纳米BaSO4：G01，平均粒径50nm，上海安亿纳米材料有限公司；抗氧剂：1010和168，瑞士汽巴精化有限公司。

1.2 主要设备和仪器双螺杆挤出机：MAPER-25型，卢森堡Gauder公司；注塑机：TTI-80型，东华机械厂；干燥箱：WG100A型，上海亿达华试验仪器有限公司；万能试验机：CMT4204型，深圳新三思试验设备有限公司；冲击试验机：XJU-22J型，承德试验机厂；差热扫描量热(DSC)仪：Diamond型，美国Perkin-Elmer公司；热变形温度(HDT)测定仪：WKW-300型，长春智能试验机研究所。

1.3 试样制备将纳米BaSO4微粒分别按一定的质量分数与在140℃干燥过的PET混合均匀后，连同抗氧剂等加入到双螺杆挤出机中经熔融共混后挤出，水冷，切粒机造粒。

双螺杆挤出机的挤出温度为160-270℃，螺杆转谜为180r/min，加料螺杆转速为30r/min。

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。

PP/纳米级C aCO3复合材料性能研究王　旭(浙江工业大学材料科学与工程系,杭州310014)黄　锐(四川大学高分子材料科学与工程系,成都610065)摘　要研究了纳米级CaCO3对PP的增强增韧作用,结果表明,纳米级CaCO3对PP的力学性能有显著的改善作用,而且对PP的结晶有明显的异相成核作用。

关键词:纳米极CaCO3　聚丙烯　异相成核0　前言由于纳米粒子所具有的高比表面积、高表面自由能、与聚合物的界面粘接强度高等优点,将纳米粒子填充到聚合物中,可以得到综合性能优良的复合材料。

但是,在目前采用常规粒子处理方法和混合方法制备的聚合物基纳米粒子复合材料中,无机粒子的分散远远没有达到纳米分散水平,而是属于微观复合材料,原因在于,当填料粒径小到1～0.1μm时,粒子的表面积变得很大,粒子间的自聚集作用非常显著,使得采用现有的表面处理和共混方法难以获得纳米尺度的均匀共混[1,2]。

我们对纳米级CaCO3填充的聚丙烯(PP)的性能进行了初步研究,结果表明,纳米级CaCO3对PP的结晶有很明显的异相成核作用,同时,PP/纳米级CaCO3复合材料的力学性能要优于纯PP材料,为PP的改性提供了一定的参考作用。

1　实验部分111　原料PP,T30S,茂名石化乙烯工业公司;国家自然基金重点项目(29434010)收稿日期:1999-01-06纳米级CaCO3,粒径为50～120nm,平均粒径为不大于100nm。

使用前在100℃干燥4h;轻质CaCO3,1000目,市售,使用前在100℃干燥4h。

112　实验主要设备双螺杆挤出机,TE234,南京挤压研究所; 注射机,ZT263,浙江震达塑料机械有限公司。

113　性能测试11311　拉伸强度按G B1040—79测试,拉伸速度50 mm/min。

11312　冲击强度按G B1048—79测试。

11313　结晶形态观察将适量PP置于载玻片上,加热至220℃,全部熔融后,将载玻片连同试样在150℃的烘箱中放置2h,在烘箱内自然冷却。

石墨烯聚丙烯纳米复合材料性能的探究作者：翁杨琳来源：《广东蚕业》 2019年第12期DOI：10.3969/j.issn.2095-1205.2019.12.37翁杨琳（海南师范大学化学与化工学院海南海口 571158）摘要石墨烯具有很强的抗腐蚀能力，在许多领域都得到了广泛的应用。

随着我国经济的进一步发展，环境污染也愈加严重，解决环境污染已经成为我国发展需要迫切解决的一个问题。

目前很多的钢铁材料已经逐渐被高分子材料所替代，为了有效应对这个问题，研制绿色环保、经济适用的高分子材料显得至关重要。

关键词石墨烯/聚丙烯；纳米复合材料；性能研究中图分类号:TQ325.14 文献标识码:A 文章编号:2095-1205(2019)12-61-02高分子材料研制既需要确保其自身的安全性，还需要经济适用。

如果造价太高，或者安全性能无法得到保证，那么就必然无法推广使用。

聚丙烯（PP）本身具有无毒、无臭、无味，因此，非常的适合用于高分子材料之中，但是，聚丙烯本身也存在强度不足、缺口敏感性差:成型收缩率大等这些缺点，这些存在的问题严重的影响到了聚丙烯材料的本身应用。

石墨烯本身除了具备很强的抗腐蚀能力之外，还具有超强的力学性能，但是，石墨烯在我国还处于基础的研究阶段，导致其使用受到限制。

为了科学合理的将其应用到高分子材料中，那么就需要改善聚丙烯的力学性能和加工性能。

1 石墨烯/聚丙烯性质1.1 石墨烯的性质石墨烯在抗腐蚀领域发挥了重要的作用，为我国的经济发展做出了积极的贡献。

我们从石墨烯的物理性质去看，石墨烯是一种新兴的纳米碳材料。

最理想状态的石墨烯就是由单层的碳原子构成的六边形网状结构的薄片。

同时，二维结构对石墨烯还是构成零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨的基本单位。

并且，在研究的过程中发现了单纯的石墨烯本身稳定性能较差。

在目前已知的高分子材料当中，石墨烯被认为是最坚硬的最薄的。

同时，它的比表面积也是非常大的，它所具备的性能，成为了研究的重点内容之一，也成为了人们应用广泛的材料。

纳米硫酸钡透明功能母料的现状及发展方利浮方裕华清远市莱科新材料有限公司纳米硫酸钡透明功能母料介绍：纳米硫酸钡透明功能母料是近几年新兴的一种产品，因其粉体粒径小、透明度高、光泽度好、外观色相好、能提高拉力，添加到塑料薄膜制品中可以替代大部分石化产品，减少塑料的使用量，是具有环保功能的新材料，同时又可以降低使用和加工成本，对比传统滑石粉母粒和碳酸钙填充母粒在质量和加工方面有较大的优势，主要应用于PE聚乙烯吹膜、（连卷袋、背心袋）农地膜、注塑、塑编等聚烯烃制品的填充改性,降低成本，提高力学性能，可以通过SGS认证，FDA食品认证，耐酸碱、不析出、耐候性好、不含有害物质、杂质少、无晶点、纯度高、能有效保证制品的安全性和表面的光泽度。

各种功能填充母粒的图片纳米硫酸钡功能母粒碳酸钙母粒纳米碳酸钙母粒滑石粉填充母粒一、纳米硫酸钡功能母料的优缺点：了解功能填充母粒的性能我认为可以先从各种粉体的性质开始，主要品种有重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、纳米改性沉淀硫酸钡。

1.1、碳酸钙性质：碳酸钙和滑石粉大多都是采用机械磨粉方式进行研磨细化，这种加工方式的粉体产品粒径越细带来的机械磨损也越大，几乎所有的机械磨损成分都被混合在粉体产品中。

纵观冲击磨、风扫磨、竖式磨、滚压磨量产加工极限粒径D50为2um左右。

粒子一般形状为不规则块状，不耐酸，大小分布不均匀。

用重质碳酸钙产生的碳酸钙填充母粒一般价格便宜，容易生产加工。

应用缺点为光泽差，拉力差，色相偏黄、灰暗、制品显次。

产品优势在弯曲强度和冲击有所提高，成本低。

1.2、滑石粉性质：粒子一般形状为不规则片状，耐酸碱，大小分布不均匀。

价格适中，不容易生产加工。

用滑石粉产生的滑石粉填充母粒应用缺点为光泽差，拉力差，冲击很差，色相明显偏黄绿、灰暗、制品显次。

产品优势在弯曲强度有大的提高，透明度不错，成本适中。

1.3、纳米沉淀硫酸钡性质：纳米沉淀硫酸钡是采用BaCO3+H2SO4液态合成的纳米级粒径尺寸材料，它的粒径尺寸可以实现可控的30~200纳米范围，为更多的应用性提供可靠保障。

聚丙烯纳米复合材料的微结构及物性检测王建智王晔*台湾东海大学化学工程研究所一、摘要本研究利用熔融插层法混炼工艺，制备聚丙烯-有机蒙脱土的纳米复合材料。

由于聚丙烯树脂是非极性的，它与具有极性的纳米蒙脱土之间相容性不好，所以必须利用相容剂来改性树脂，以增加材料的相容性。

本研究主要利用塑谱仪及双螺杆挤出机制备纳米复合材料，探讨混炼过程中相容剂含量及不同蒙脱土改性的影响，并探讨复合材料的分散性、流变性质、热机械性质以及热安定性，以决定一最佳含量。

由塑谱仪及双螺杆的混炼机制得知，熔融插层法在双成分处理中分散性对流变，影响蒙脱土分散因素除了提高相容剂含量对蒙脱土的分散，具正面改性分散效应。

聚丙烯纳米复合材料中随着相容剂含量的增加虽然有助于蒙脱土的分散，但含量增加时，由于彼此间分子量差异使得融熔指数差异过大，继而影响到复合材料的机械性质，在实验结果中得知三成分最佳组成在相容剂比有机蒙脱土为3/1时最佳，并由低含量实验证明，产生网状结构起始含量，随蒙脱土分散性提高时可相对减少有机蒙脱土含量。

二、简介添加填料的主要目的在于改善高分子材料的物理性质，同时亦可以降低生产成本。

这些改善的物理性质包括增加强度、改善机械性质、提高软化点温度、减少成品收缩现象。

一般来说，在广泛使用的塑料品种中，聚丙烯具有价格低、设计自由度大、可注塑成形等优点，所以在生产中受到重视。

现今应用最广泛的是添加无机填料的聚丙烯复合材料，它在汽车工业、家具制造、电子产品、一般家庭用品以及人造纤维方面均有相当良好的应用价值且使用量也逐年增加。

就纳米复合材料而言，由于树脂多为疏水性，而蒙脱土颗粒则为亲水性，因此在树脂与蒙脱土之间无法实现较好的相容，同时有机高分子多为碳、氢组成的巨大链段，要直接将其插入到蒙脱土的片层中实现纳米级的分散比较困难，相反有可能造成高分子量树脂挤压硅酸盐片层，造成层间距缩小的情况。

因此必须先用表面活性剂的亲水端，与蒙脱土中的阴离子进行离子交换，并与蒙脱土离子产生键结，同时其亲油端的长链段，也可达到预先膨润的效果，以期有机高分子能与蒙脱土层间的亲油链段产生相容作用，进一步实现纳米级的分散。