摘 要

将蒙脱土粉碎，用无水乙醇和庚二酸进行湿法研磨，干燥处理并筛选。制得未处理蒙脱土、庚二酸处理蒙脱土粉末。用密炼机制备出纯聚丙烯、未处理蒙脱土聚丙烯、庚二酸处理蒙脱土聚丙烯三种粒料，用注塑机制出复合材料的测试样条。使用电子万能试验机、悬臂梁冲击试验机、还有专门测定HDT的机器来做实验，从而获得我们想要了解的数据。我们也因此知道，在添加入的蒙脱土含量为0~1%时，两种蒙脱土/PP复合材料的综合性能有所提升。用PA处理蒙脱土得到的那组材料，含量在0.4%时，断裂伸长率达到峰值655%；含量在0.6%时，缺口冲击强度达到峰值5.78 kJ/m²。拉伸强度提升，PA处理的比未处理的那一组更高；弯曲模量提升，PA处理的比未处理的那一组稍差；弯曲强度变低，PA处理的那组更低；耐热性能提升，PA处理的更高。收缩率都有提升。

关键词：蒙脱土 聚丙烯 复合材料 力学性能

Study on mechanical properties of montmorillonite modified polypropylene

Abstract

The montmorillonite was ground with anhydrous ethanol and heptanic acid.Untreated montmorillonite powder and PA treated montmorillonite powder were prepared.Pure polypropylene, untreated montmorillonite polypropylene and treated montmorillonite polypropylene were prepared by mixing machine. The test splines of composite materials were made by injection molding machine.The mechanical properties and heat resistance of the composites were measured by electronic universal testing machine, cantilever beam impact tester and thermal deformation temperature-Vicat softening point tester.The results of mechanical and heat resistance tests show that the comprehensive properties of the two montmorillonite / PP composites are improved when the content of added montmorillonite is 0 ~ 1%.When PA was used to treat the montmorillonite, the elongation at break reached 655 % when the content was 0.4 %. When the content was 0.6 %, the notched impact strength reached the peak value of 5.78 kJ/m².The tensile strength of PA treatment was higher than that of untreated group; the flexural modulus of PA treatment was lower than that of untreated group; the Flexural strength of PA group was lower than that of untreated group; and the heat resistance of PA treatment was higher than that of untreated group.Contraction rates have improved.

Key word：Montmorillonite; Polypropylene; Composite; Mechannical properties

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1聚丙烯的介绍 1

1.1.1聚丙烯简介 1

1.1.2聚丙烯晶型 1

1.2聚丙烯常见改性方法 2

1.2.1物理改性 2

1.2.2化学改性 3

1.3蒙脱土与相关复合材料性质 3

1.3.1蒙脱土结构 3

1.3.2高分子纳米复合材料制法 4

1.4成核剂的改性原理 5

1.4.1成核剂对结晶的影响 5

1.4.2 常见的成核剂 6

1.4.3 β晶型成核剂 6

1.5相关研究 6

第二章 实验部分 8

2.1实验主要材料 8

2.2实验所用仪器 8

2.3制备试样 9

2.3.1蒙脱土改性处理 9

2.3.2 制备聚丙烯/纳米蒙脱土改性复合材料 9

2.4 测试方法 9

2.4.1 力学性能 9

2.4.2 耐热性能 9

2.4.3收缩率测量 10

第三章 结果与讨论 11

3.1力学性能测试分析 11

3.1.1断裂伸长率分析 11

3.1.2拉伸强度分析 12

3.1.3 抗冲击性能分析 13

3.1.4 弯曲模量分析 14

3.1.5弯曲强度分析 15

3.2耐热性能测试分析 16

3.3收缩率分析 17

第四章 结论 18

参考文献 19

致谢 21

绪论

1.1聚丙烯的介绍

1.1.1聚丙烯简介

聚丙烯在生活中随处可见。通过丙烯单体自由基聚合而制得。它有着极为优异的抗疲劳性能，被称为“百折胶”。聚丙烯有几种不同的结构，分别是等规结构、间规结构、无规结构。其中产量与用量最大的是等规结构聚丙烯，占90%以上。在2013年，我国聚丙烯的产量超过了美国，成为世界第一，达到1452.7万吨^[1]。

聚丙烯的用途非常广泛，而且可以通过石油由系列加工过程制得，是一种价廉易得的大产量化工产品。在热塑性聚合材料领域，聚丙烯产品占据了非常大的市场，在拉丝、注塑和中空容器的应用上，技术已经很成熟。

和其他的通用热塑性塑料比，聚丙烯塑料具有非常多的优点。它的密度更小、强度更高，耐热耐油，耐应力龟裂耐化学腐蚀。但是当用聚丙烯塑料来替代木头和钢铁材料时，模量不够大，抗形变性能和抗冲击性能差，这些缺点限制了聚丙烯的应用^[2]。

1.1.2聚丙烯晶型

在不同的环境下结晶，聚合物会获得不同的晶型，因此获得不同性能的结晶聚合物。聚丙烯有五种晶型，α型、β型、γ型、δ型和拟六方态^[3]。

表1-1 聚丙烯α晶型和β晶型的结构差异