凹凸棒土%2f聚烯烃复合材料地研究进展.pdfVIP

石 油 化 T 2012年第41卷增刊 PETROCHEMICALTECHNOLOGY ·543· 凹凸棒土／聚烯烃复合材料的研究进展 冉 印，唐 莉，于成元，李自夏 (中国石油石油化T研究院兰州化T研究中心，甘肃兰州730060) [摘要]介绍了凹凸棒土和聚烯烃材料的复合，特别是凹凸棒土与聚乙烯和聚丙烯制备复合材料的研究情况，重点介绍了凹 凸棒土的加人对复合材料的力学性能，结晶性能的影响，以及凹，t1棒土在阻燃材料方面的应用。 [关键词]凹凸棒土；聚烯烃；阻燃；复合材料 320．4 [文献标识码]A [中图分类号]TQ 随着聚烯烃工业的不断发展，特别是聚乙 盛淼等…用承载Ti系催化剂的凹凸棒土催化乙 烯，聚丙烯的广泛应用，人们对聚烯烃的需求越来 烯聚合，得到原位配位聚合法制备的聚乙烯／凹凸 越多，在性能上的要求更为苛刻，通过各种工艺手 棒石纳米复合材料(IPC)，随着凹凸棒土添加量的 段提高聚烯烃的应用性能变得越来越重要。近年 增加，结晶度呈现下降的趋势，这一点与熔融共混 来，对于价格低，性能优异的聚烯烃复合材料的需 法制备的复合材料完全不一致，这是由于原位聚合 求越来越大，热门领域包括无机纳米粒子增强聚烯 法中，乙烯直接在凹凸棒土表面上聚合而得到的， 烃等，无机纳米粒子价格低，在聚合物中的应用操 即在每根刚性的无机纤维上长出许多根柔性的高分 作简单，受到各生产商的追捧。鉴于有机改性片层 子链，由于聚乙烯分子链一端长在凹凸棒土上，分 状蒙脱土添加到聚丙烯成功的应用，研究者们又将 子链上远离纤维的部分链段运动较为自由，容易排 目标转向针状的纳米黏土，如凹凸棒土。研究者 人晶格形成晶区；而靠近交联点的部分链段运动受 们发现凹凸棒土的添加不仅对聚烯烃有填充增刚效 到限制，不能排人晶格，从而使纤维周围形成无定 果，同时能增加聚合物的热稳定性能，对于结晶型 形区。把IPc与同组分的熔体机械共混法制备的聚 聚合物而言有增强结晶的效果。 乙烯，凹凸棒土复合材料(MBC)进行对比。用DSC 热力学分析手段进行分析，结果表明无机相的加入 1 凹凸棒土／聚烯烃复合材料的制备方法 极大的影响了聚乙烯的结晶行为，IPC比MBc有更 1．1熔融共混法 强的结晶能力。 熔融共混法是将凹凸棒土与聚烯烃在聚烯烃 2 凹凸棒土／聚烯烃复合材料的研究 软化点以上通过热和力的作用，使聚烯烃大分子进 入凹凸棒土晶体之间，并使凹凸棒土棒晶问的距离 2．1 凹凸棒土／聚乙烯复合材料 增大，减少纳米黏土的团聚。 聚乙烯(PE)相对于聚碳酸酯(PC)，聚甲醛 熔融共混法的关键在于凹凸棒土达到纳米级 (POM)等工程塑料，它的刚性不足，低温脆性较 的分散，由于纳米粒子具有高表面能，易团聚。另 大，因此很难作为结构材料使用，如果能够通过复 一方面，凹凸棒土为带有极性羟基的硅酸盐，而聚 合材料，改进聚乙烯的力学性能和热性能，对于聚 烯烃为非极性高分子，聚烯烃与硅酸盐不容易形成 乙烯的发展有着重要的意义’2J。 强的交互作用，所以凹凸棒土一般在聚烯烃中难以 凹凸棒土表面吸附马来酸酐一方面可以破坏 均匀地分散，在共混前很多时候会对凹凸棒土进行 凹凸棒晶束，降低棒晶之问的作用力，防止凹凸 表面改性，可以达到减少黏土粒子团聚的效果。