增强聚丙烯复合材料机械性能与热氧老化性能研究

一．日之升产品说明佳易容®CMG9801是一款常规通用型的PP-g-MAH产品。

活性反应基团酸酐的引入，能够显著提高PP与玻纤、滑石粉和木粉等之间的粘接力，明显提高材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等力学性能。

另外，9801与常规相容剂相比，具有更好的热稳定性和长期热氧老化性能。

应用案例一、CMG9801在玻纤增强PP体系中的应用二、CMG9801对PP+30%GF体系长期热老化性能的影响三、CMG9801对PA6/PP合金性能的影响聚丙烯工程塑料化专用高分子偶联剂马来酸酐接枝聚丙烯产品说明■特性马来酸酐接枝聚丙烯，用于填充或增强聚丙烯，作为高分子偶联剂可以大幅度提高填充或增强聚丙烯的机械力学性能及耐热性能。

由于聚丙烯分子链上引入了极性基团，也显著提高了聚丙烯的着色能力。

■产品的主要性能性能指标PC-1 PC-1-1 AD-105 PC-1-3外观淡黄色颗粒淡黄色颗粒淡黄色颗粒白色或淡黄色颗粒接枝率0．6%~1.0% 1.0%~1.5% 1.0-1.4% 0.8-1.2%熔融指数（g/10min）≥150≥150≥100≥30基体树脂PP PP 共聚PP PP■用途PC-1与PC-1-1、AD-105主要用于聚丙烯的填充或增强，作为玻纤增强PP﹑填充PP（滑石粉﹑碳酸钙、氢氧化铝﹑氢氧化镁﹑木粉﹑云母﹑硅灰石）的改性剂，建议添加量2.5%-10%(相对于PP)。

PC-1-3主要用于改善、填充聚丙烯着色能力，尤其是用于可漆汽车保险杠专用料制备，也可用在弹性体里提高对金属的粘接。

■30%玻纤增强PP的性能添加量（PC-1）拉伸强度（MPa）弯曲强度(MPa)缺口冲击强度(KJ/m2)热变形温度(1.82MPa) ℃0% 35 45 5 125 2.5% 65 90 10 135 5% 75 120 12 145■使用方法CMG9801的加入能够明显提高PA6/PP合金的力学性能和热变形温度，通过图3，加入相容剂后作为分散相的PP相畴明显细化，分散得更为均匀，使整个体系的性能得到提升，当CMG9801的添加量为4%时，合金的综合性能最优。

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能研究一．原材料1．聚丙烯（polypropylene简称PP）PP是一种热塑性树脂基体，为白色蜡状材料。

聚丙烯的生产均采用齐格勒—纳塔催化剂，以Al(C2H5)3+TiCl4体系在烷烃（汽油）中的浆状液为催化剂，在压力为1.3MPa，温度为100℃的条件下按离子聚合机理反应制得。

聚丙烯的结晶度为70％以上，密度为0.98，透明度大，软化点在165℃左右，脆点—10~20℃，具有优异的介电性能。

热变形温度超过100℃，其强度及刚度均优于聚乙烯，具有突出的耐弯曲疲劳性能、耐化学药品性和力学性能都比较好，吸水率也很低。

因此应用十分广泛，主要用于制造薄膜，电绝缘体，容器等，还可用作机械零件如法兰，接头，汽车零部件等。

2．玻璃纤维(glass fiber简称GF)GF是一种性能优异的无机非金属材料。

成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。

它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺，最后形成各类产品。

玻璃纤维单丝的直径从几个微米到十几米个微米，相当于一根头发丝的1／20—1／5，每束纤维原丝都有数百根甚至上千根单丝组成，通常作为复材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等，广泛应用于国民经济各个领域。

玻璃一般人的观念为质硬易碎物体，并不适于作为结构用材，但如其抽成丝后，则其强度大为增加且具有柔软性，故配合树脂赋予形状以后终于可以成为优良的结构用材。

玻璃纤维随其直径变小其强度高。

作为增强材料的玻璃纤维具有以下的特点，这些特点使玻璃纤维的使用远较其他种类纤维来得广泛，发展速度亦遥遥领先，其特性列举如下：1)拉伸强度高，伸长小(茎3％)。

2)弹性系数高，刚性佳。

3)弹性限度内伸长量大且拉伸强度高，故吸收冲击能量大。

4)为无机纤维，具不燃性，耐化学性佳。

5)吸水性小。

6)尺度安定性，耐热性均佳。

7)透明可透过光线。

8)与树脂接着性良好之表面处理剂之开发完成。

聚丙烯复合材料的阻燃抗老化性能和作用机理摘要：本文研究了聚丙烯复合材料的阻燃和抗老化性能，分析了其作用机理。

本文采用各种手段研究了不同组分的复合材料的阻燃性能和耐老化性能。

结合SEM、TGA、FTIR等表征技术，探讨了材料的界面相容形态、热稳定性以及老化过程中的化学变化。

实验结果表明，添加无机阻燃剂和纳米氧化硅可以提高材料的阻燃性能。

而添加蒽醌类化合物可以使材料具有良好的抗老化性能。

此外，聚丙烯基质中加入足量的多官能团协同稳定剂也能够提高聚丙烯复合材料的耐老化性能。

本文通过分析材料的作用机理和结构特征，为聚丙烯阻燃和抗老化性能的改性提供了新的思路。

关键词：聚丙烯；复合材料；阻燃性能；抗老化性能；作用机理1. 引言随着现代工业的迅速发展，人们对聚合物材料的性能要求也越来越高，其中阻燃和抗老化性能是热塑性聚合物复合材料中一种非常重要的性能参数。

在许多领域中，如电子电器、建筑、汽车等，阻燃和抗老化性能都是保障材料安全可靠的重要指标。

其中，聚丙烯作为一种普遍应用的热塑性聚合物，其复合材料具有广泛的应用前景。

然而，由于聚丙烯本身不具备阻燃和抗老化性能，因此需要探究如何通过改性手段来提高聚丙烯复合材料的阻燃和抗老化性能。

本文将从阻燃和抗老化两个方面进行深入研究，探讨聚丙烯复合材料的改性途径和作用机理。

2. 阻燃性能的提高2.1 添加无机阻燃剂无机阻燃剂是一种重要的阻燃材料，可以通过其热解产物中气体复合物的形成来提高材料的阻燃性能。

在聚丙烯基质中添加适量的氢氧化铝、氧化镁和氧化锆等无机阻燃剂，可以显著提高聚丙烯复合材料的阻燃性能。

实验结果表明，添加10%的氧化镁可以使聚丙烯复合材料的极限氧指数（LOI）从18.6%提高到26.8%。

2.2 纳米氧化硅的加入纳米氧化硅作为一种新型的阻燃剂，具有高比表面积、低毒性、高稳定性等优点。

本文将不同比例的纳米氧化硅加入聚丙烯基质中，结果表明，当纳米氧化硅的含量为5%时，材料的LOI值可以达到27.5%。

聚丙烯复合材料技术指标1.引言1.1 概述概述部分：聚丙烯复合材料是一种重要的工程材料，具有轻质、高强度、优良的化学稳定性和耐腐蚀性等优点，因此在广泛的应用领域中备受关注。

本文将围绕聚丙烯复合材料的技术指标展开详细讨论，旨在全面了解和评估该材料的性能和应用前景。

聚丙烯复合材料技术指标的研究和提高在工程实践中具有重要意义。

准确把握聚丙烯复合材料的技术指标，能够为工程设计、加工制造和材料选用提供科学依据，有助于提高产品的品质和性能，同时还能够促进材料行业的发展和创新。

本文将首先介绍聚丙烯复合材料的概念和特点，包括其基本结构和主要组成成分。

随后，将对聚丙烯复合材料技术指标的分类和评估方法进行详细阐述，以便于更好地了解和应用这些指标。

在具体的内容方面，本文将着重论述聚丙烯复合材料的力学性能、热学性能、电学性能以及耐化学性能等方面的技术指标。

对于每个指标，我们将深入剖析其测试方法、评价标准以及对应的应用场景，以期让读者对聚丙烯复合材料的技术指标有一个全面的认识。

最后，本文将对聚丙烯复合材料技术指标的研究进行总结，归纳出存在的问题和不足，并展望未来的发展趋势。

希望通过本文的阐述，读者能够对聚丙烯复合材料技术指标有一个全面而深入的理解，为相关领域的科研人员和工程师提供参考和借鉴。

1.2 文章结构文章结构部分内容：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分包括概述、文章结构和目的三个方面。

首先，通过概述介绍了聚丙烯复合材料技术指标的背景和重要性。

然后，说明了本文的结构，明确了各个部分的内容安排。

最后，阐明了本文的目的，即对聚丙烯复合材料技术指标进行详细的分析和总结。

接下来的正文部分将详细探讨技术指标一和技术指标二两个方面，分别介绍了相关的概念、分类、测试方法和应用领域等内容。

最后的结论部分将对整篇文章进行总结和展望，总结了聚丙烯复合材料技术指标的研究进展和应用前景，并展望了未来的发展方向。

通过以上结构安排，本文旨在全面报道聚丙烯复合材料技术指标的研究现状，为相关领域的研究人员提供参考和借鉴。

作者简介：王晓晖（1999-），男，在读硕士研究生，主要从事塑料改性与加工工艺方面的研究。

收稿日期：2023-10-09聚丙烯（PP ）是一种产量较大的通用塑料，PP 为无色、无味的热塑性树脂，其密度较小、硬度较高、热变形温度好、加工比较容易，价格成本比较低，因此而广泛应用于汽车产品、电器、电子产品、包装等方面。

聚丙烯复合材料因其良好的综合性能广泛应用于汽车内、外饰件和结构功能件[1]，但由于PP 复合材料的合成与加工过程中受到多种因素的影响，例如催化剂、加工工艺和氧化物残留等，因此，在高温下聚丙烯会释放一些有害的挥发性有机物，产生刺激性的气味，严重影响了车内的空气质量。

2017年，国家对GB/T27630—2011中关于甲醛、乙醛、丙烯 醛、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯等含量指标的推荐性标准转变成强制执行标准，强化了车内空气质量的管控，使得低气味、低VOC 含量的研究成为汽车内饰行业的研究热点之一[2]。

所以本文通过在聚丙烯中加入具有复杂组分的碳酸钙填充母料模拟聚丙烯材料日常生产使用中主要VOC 的来源，通过双螺杆挤出机生产颗粒料，利用气相色谱仪研究萃取剂（BYK -P4200）用量对于降低PP 复合材料VOC 的影响，该萃取剂的主要成分是吸附在聚丙烯载体上的含聚合物表面活性物质的水性溶液。

在这项研究中，也研究了聚丙烯复合材料的热稳定性、结晶性能以及力学性能，为生产高性能、低VOC 的聚丙烯复合材料提供理论基础。

低VOC 聚丙烯复合材料的制备与性能研究王晓晖，洪远杰，王选伦*(重庆理工大学材料科学与工程学院，重庆 400054)摘要：本文以聚丙烯为基体，使用碳酸钙填充母料模拟聚丙烯材料日常生产使用中主要可挥发性有机物（VOC ）的来源，系统研究了萃取剂（BYK -P4200）对于PP 复合材料VOC 的影响，与此同时，还研究了其力学性能、热稳定性、结晶性能。

实验结果表明，BYK -P4200用量的增加，挥发性有机化合物的含量明显减少，高温使用性能显著提高，抗拉强度变化不大。

多手段研究分析聚丙烯的热氧老化机理摘要：聚丙烯作为一种常见的高分子材料，因其具备性能优异、易加工且价格低廉等优点而广泛应用于建筑防水等行业。

例如以聚丙烯为主要原料之一制备的热塑性聚烯烃（TPO）防水卷材，具有抗老化性好、拉伸性能优良、施工方便等优点，目前在国内的产量与销量均呈上升趋势，具有广阔的应用前景。

本文主要分析多手段研究分析聚丙烯的热氧老化机理。

关键词：聚丙烯；热氧老化；动态热机械分析法；红外光谱法；力学性能；表面形貌引言对聚丙烯片材进行热氧老化，采用动态热机械分析法、拉力机测试其机械性能、力学性能的变化，随着热氧老化时间的延长，聚丙烯的分子链段受到破坏，机械、力学性能显著下降。

FT-IR测试结果表明，聚丙烯片材在老化过程中存在诱导期，初期积聚能量，到一定程度后会迅速老化并发生大幅度降解。

超景深显微镜观察结果表明，聚丙烯片材在老化过程中，表面形貌出现了较大的缺陷，表层结构受到破坏。

1、实验部分1.1原料聚丙烯颗粒：荷兰利安德巴塞尔公司。

1.2设备动态热机械分析仪：DMA，瑞士METTLERTOLEDO公司；傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）：IS50，美国ThermoFisher公司；超景深三维数码显微镜：SVM6，德国LeicaMicrosystem公司；微机控制电子万能试验机：ETM503B，深圳万测试验设备有限公司。

1.3样品制备将聚丙烯颗粒在215℃熔化后注塑成型制作聚丙烯片材，并放置在23℃、相对湿度50%的房间内养护7d。

养护结束后将聚丙烯片材放入烘箱进行115℃老化，分别老化0d、7d、15d、30d、45d、60d，取出静置至室温后进行性能测试。

1.4样品测试与表征在拉伸模式下，对聚丙烯片材进行动态热机械扫描测试，频率范围为0.1~100Hz，观察其模量随老化时间的变化；将聚丙烯片材裁成GB27789—2011《热塑性聚烯烃（TPO）防水卷材》规定的哑铃Ⅰ型，拉伸速度为（250±50）mm/min，测试其拉伸强度；采用傅里叶变换红外光谱仪对样品进行扫描，扫描次数为16次，扫描范围为4000~400cm-1，分辨率为4；采用400~4000倍镜头进行超景深显微测试，观察聚丙烯片材表面放大2000倍的形貌特征。

汽车新材料：长玻纤增强PP（LFT-PP）由于金属不适合成型复杂的形状，限制了它在很多零件中的应用，这也阻碍了成本的下降。

与此相反，采用长玻纤增强塑料注射成型则可以克服上述诸多弊病。

因此掀起了“以塑代钢”的潮流：LFT-PP替代金属成为汽车新材料。

LFT-PP是长纤维增强聚丙烯材料，聚赛龙LFT-PP塑料是长玻璃纤维经过专门设计的模具浸润PP基体树脂，得到被树脂充分浸润的料条后切成一定长度的粒子。

LFT-PP，也就是长玻纤增强聚丙烯(Long Glass Fiber Reinforced Polypropylene.简称LGFPP)，作为汽车模块载体材料，该材料不仅能有效地提高制品的刚性、抗冲击强度、抗蠕变性能和尺寸稳定性，而且可以做出复杂的汽车模块制品。

长玻纤生产工艺长玻纤增强复合塑料和短纤维增强复合塑料比较2、高耐热LFT-PP材料在120℃时的高温疲劳强度是普通玻纤增强PP的2倍，甚至比以耐热性著称的玻纤增强尼龙高10%，因而这种材料具有作为结构件所需的耐久性和可靠性。

3、更好的抗翘曲性LFT-PP材料的优势特点1、良好的尺寸稳定性2、优异的耐疲劳性3、较小的蠕变性能4、各向异性小、低翘曲变形5、优异的力学性能，特别是耐冲击特性6、良好流动性、适应薄壁产品加工LFT-PP材料的材料性能1、优异的物理力学性能2、优异的热氧老化性能3、优异的耐低温性4、良好的分散性和外观效果5、良好的耐候性LFT热塑性复合材料的加工成型长纤维增强PP可用一般的射出成型机成型没有问题，但是若采用混炼度高的螺杆和射嘴会导致玻纤容易断裂，造成无法充分发挥长纤维原有的性能。

因此推荐使用注塑机的选择如下：螺杆长径比为16:1-22:1压缩比为2:1-2.5:1在允许的情况下尽量选择直径较大的螺杆采用深螺槽、低压缩比螺杆采用开放式大直径射嘴LFT-PP在汽车领域中的典型应用。