纳米碳酸钙增韧聚丙烯 配方设计制备与测试-.pptx

纳米碳酸钙增韧聚丙烯配方设计、制备与测试黎明职业大学高分子材料加工技术专业《高分子材料配方技术》

内容来源本小节内容参考学位论文：吴宇辉《分散性对PP/nano-CaCO3复合材料性能的影响》

本节课主要内容”聚丙烯/纳米碳酸钙共混材料设计的意义聚丙烯/纳米碳酸钙配方设计要点聚丙烯/纳米碳酸钙工艺和配方优化路线聚丙烯/纳米碳酸钙配方优化结果

01聚丙烯/纳米碳酸钙共混材料设计的意义

01聚丙烯/纳米碳酸钙共混材料设计的意义”聚丙烯（PP）的优点：世界五大通用塑料之一，是其中增长速度最快的品种，目前已广泛应用于家电、汽车、通讯、机械等领域来源丰富、成本低廉、易加工、性能优良，具有耐应力、耐磨、耐开裂等显著优点，是一种重要的传统塑料

01聚丙烯/纳米碳酸钙共混材料设计的意义”聚丙烯（PP）的缺点：低温冲击性能差，韧性有待提高成品收缩率较大，制品易翘曲耐候、耐光、耐热、耐老化性能差透明性差，限制了其应用场景

01聚丙烯/纳米碳酸钙共混材料设计的意义”一直以来，聚丙烯传统应用行业对PP的性能提升都有着迫切的需求，PP的通用塑料工程化正在成为研究的热点，对于PP改性的研究也越来越多”针对聚丙烯的缺点，PP的改性主要有以下四个方面针对低温脆性大，重点提高其韧性对PP进行增强，提高其刚性、拉伸强度、弯曲强度在增韧的同时增强，通用塑料工程化赋予PP特殊性能，如阻燃、粘结等

01聚丙烯/纳米碳酸钙共混材料设计的意义针对低温脆性大，重点提高其韧性对PP进行增强，提高其刚性、拉伸强度、弯曲强度在增韧的同时增强，通用塑料工程化赋予PP特殊性能，如阻燃、粘结等利用无机纳米粒子改性既可以提高韧性，又能保证刚性，使得通用塑料工程化

01聚丙烯/纳米碳酸钙共混材料设计的意义无机矿体粉末增韧的优势环保友好：无机矿体粉末作为聚合物的一种重要填料，具有降低材料成本、提高材料性能、赋予材料新功能的优点，并因其减轻白色污染、环境友好的优势受到越来越多的重视增韧增强：纳米材料作为聚合物的填充物，有其独特的优势，可能在不损失材料刚性的情况下提高材料的韧性，具有广阔的应用前景

02聚丙烯/纳米碳酸钙配方设计要点

02聚丙烯/纳米碳酸钙配方设计要点共混材料界面相容性纳米粒子易团聚分散性

02聚丙烯/纳米碳酸钙配方设计要点聚丙烯PP纳米碳酸钙CaCO3非极性强极性直接共混相容性差，无法起到增韧、增强效果相容性问题

02聚丙烯/纳米碳酸钙配方设计要点分散性问题纳米碳酸钙比表面积大，表面能高，导致纳米碳酸钙在聚合物熔体中难分散，易团聚，在制品中形成应力集中点，降低了复合材料的力学性能为了改善这个缺陷通常对纳米碳酸钙进行表面改性

02聚丙烯/纳米碳酸钙配方设计要点相容性问题分散性问题对纳米碳酸钙进行表面处理

02聚丙烯/纳米碳酸钙配方设计要点选定实验方法：使用单因素实验法，固定各组分的配比，探索不同改性方法制得的纳米碳酸钙对几个关键指标的影响，确定最佳的改性方法序号改性方法改性剂说明1无无2干法硬脂酸、椰子油二者按一定比例配合3湿法有机硅烷偶联剂4湿法烷基烃、有机硅烷偶联剂烷基烃含量4wt%5干法烷基烃、有机硅烷偶联剂烷基烃含量6wt%6干法烷基烃、有机硅烷偶联剂烷基烃含量8wt%7湿法硅烷偶联剂、硬脂酸二者按一定比例配合8湿法硅烷偶联剂、硬脂酸、分散剂二者按一定比例配合

02聚丙烯/纳米碳酸钙配方设计要点选定实验方法：使用单因素实验法，固定各组分的配比，探索不同改性方法制得的纳米碳酸钙对几个关键指标的影响，确定最佳的改性方法序号改性方法改性剂说明9湿法硬脂酸9、10采用碳化调节二者碳化条件不同10湿法硬脂酸11湿法硬脂酸11、12改性方式不同12湿法硬脂酸13干法硬脂酸复配13-16号样品均采用硬脂酸复配改性复配方式不同14干法硬脂酸复配15干法硬脂酸复配16干法硬脂酸复配

02聚丙烯/纳米碳酸钙配方设计要点组分质量份数作用技术指标聚丙烯PP90~95基体树脂EPS30R，MI=1.0~2.0g/10min抗氧剂5~10减小PP氧化B215，相对分子质量647纳米碳酸钙nano-CaCO30.1增强增韧探索16种不同改性方法制得的纳米碳酸钙平均粒径为60–80nm立方形石蜡油10滴/600g润滑剂选定配方组分

03聚丙烯/纳米碳酸钙工艺和配方优化路线

03聚丙烯/纳米碳酸钙工艺和配方优化路线原料干燥加入抗氧剂加入石蜡油挤出造粒干燥注塑聚丙烯纳米碳酸钙工艺技术路线

03聚丙烯/纳米碳酸钙工艺和配方优化路线”原料干燥：恒温鼓风烘箱烘干后应立即装袋，避免高温暴露在空气中，二次吸收水分组分干燥温度干燥时间聚丙烯80℃8h纳米碳酸钙105℃12h抗氧剂80℃8h

03聚丙烯/纳米碳酸钙工艺和配方优化路线”原料混合：将烘干