聚丙烯-插層改性水滑石納米復合材料研究.pdf

1、本文通過離子交換法，制備了十二烷基磺酸鈉改性水滑石（LDHs2）、酒石酸氫鈉改性水滑石（LDHs3）、衣康酸改性水滑石（LDHs4）、十二烷基磺酸鈉/衣康酸改性水滑石（LDHs5）和十二烷基磺酸鈉/酒石酸氫鈉改性水滑石（LDHs6）。研究了各種改性水滑石的熱穩(wěn)定性、層間距等結構和性能變化規(guī)律。然后選用未改性水滑石（LDHs1）和改性水滑石中綜合性能較好的三種改性水滑石（LDHs2、LDHs5、 LDHs6）制備聚丙烯/水滑石納米復合材料

2、。選用聚丙烯F401（PP1）作為復合材料基體，聚丙烯接枝馬來酸酐（PP-g-（MAH-co-St））作為相容劑，聚丙烯K7726（PP2）作為溶液法插層劑，制備了三類聚丙烯/水滑石納米復合材料。 采用熔融法制備了 PP1/LDHs（100/3）、 PP1/PP-g-（MAH-co-St）/LDHs（100/10/3）復合材料。其中PP-g-（MAH-co-St）通過熔融接枝法制備，并研究了接枝率和結晶性能。通過溶液插層法制備了

3、PP2/LDHs（100/30）母粒，并研究了母粒的結晶性能。然后用熔融法制備PP1/PP2/LDHs（100/10/3）復合材料。系統研究了PP1/LDHs、PP1/PP-g-（MAH-co-St）/LDHs和PP1/PP2/ LDHs三類復合材料的加工、流變、結晶、力學、阻燃、層間距等結構和性能。 對五種改性水滑石的研究結果表明：五種改性劑均可插入到水滑石片層之間，層間距得到了不同程度的提高。其中，含有十二烷基磺酸鈉的改性水

4、滑石層間距較大。衣康酸可以破壞十二烷基磺酸鈉長鏈在水滑石片層之間的有序排列，而酒石酸氫鈉則可以提高十二烷基磺酸鈉長鏈在水滑石片層之間的有序排列，同時衣康酸可以提高水滑石的羥基起始分解溫度。 由于大量的水滑石以及PP2的特殊結晶性能，PP2/LDHs母粒的起始結晶溫度比純PP2低；加入的水滑石沒有起到異相成核的作用，反而會使異相成核數量百分比下降；冷卻速率越慢，熔融熱和相對結晶度越低。PP2/LDHs母粒的非等溫結晶動力學顯示，1

5、5℃/min是一個關鍵的降溫速率，大于這個降溫度率，Avrami指數n出現轉折，結晶速率常數增加幅度大大減小，甚至降低。 PP1/LDHs、PP1/PP-g-（MAH-co-St）/LDHs和PP1/PP2/LDHs三類復合材料的加工、流變、結晶、力學、阻燃、層間距等結構和性能進行了對比研究，結果表明：（1）在這三類復合材料中，PP1/PP2/LDHs復合材料的晶粒粒徑分布較均勻，總結晶速率最快，異相成核數量百分比較高；（2）

6、含有LDHs5的復合材料的彎曲強度、彎曲模量在同類中均是最好的；（3）相同規(guī)格試樣在有氧條件下燃燒，兩相復合材料PP1/LDHs的燃燒時間較長，其中PP1/LDHs5的燃燒時間最長；（4）無氧條件下，PP1/LDHs1、PP1/LDHs5、PP1/LDHs6的熱穩(wěn)定性都比純PP1有較大的提高；（5）未改性水滑石在復合材料中的層間距沒有變化，十二烷基磺酸鈉/衣康酸改性水滑石在復合材料中以剝離狀態(tài)存在，十二烷基磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉/酒石酸