论文总字数：14826字

摘 要

本文研究了界面改性剂和粉煤灰的填充量对聚丙烯/粉煤灰复合材料的影响。研究中采用KH和硬脂酸界面改性剂对粉煤灰表面进行改性处理，证明了界面改性剂对聚丙烯/粉煤灰复合材料的性能有一定的提升作用。当采用的界面改性剂为KH550时，复合材料的弯曲性能比较好;采用的界面改性剂为硬脂酸时，复合材料的冲击性能和耐热性能会比较好。当粉煤灰含量为30%,复合材料的弯曲性能较好;当粉煤灰含量为70%,复合材料的HDT较好。预测出马来酸酐接枝聚丙烯含量为8%，PP含量62%和KH550处理粉煤灰含量30%时，MAH的酸酐会和KH550上面的胺基充分发生化学反应，产生化学链接，并且MAH接枝PP的PP可以很好地和填充体系的基体PP进行互融和缠结，聚丙烯/粉煤灰复合材料的各项性能有一定的提高。

关键字: 界面改性剂 粉煤灰 聚丙烯 KH550 硬脂酸

The influence of interacial modifier on the properties of PP/ fly ash blend

Abstract

The effect of interface modifier and fly ash content on polypropylene / fly Ash blend was studied. In the study, the surface of fly ash was modified with KH550 and stearic acid interface modifier, which proved that the interface modifier could improve the performance of polypropylene/fly ash blend. When the interfacial modifier is KH550, the bending performance of the blend material is better. When the interface modifier is stearic acid, the impact and heat rebellion of the blend are better. When the coal ash filling is 30%, the bending performance of the blend material is better. When the fly ash content is 70%, the HDT of the blend material is better. It is predicted that when the content of polypropylene grafted with PP-g- MAH is 8%, the content of PP is 62% and the content of fly ash is 30% with KH550,The anhydride of MAH will fully chemically react with the amine group on KH550 to produce a chemical link, and the PP of MAH grafted PP can be well fused and entangled with the matrix PP of the filled system. The performance of the system has been improved.

Key Words: Interface modifier; Fly ash; pp; KH550; Stearic acid

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2 PP的概述 1

1.2.1 PP的性质 1

1.2.2 聚丙烯的应用 2

1.3聚丙烯的改性方法 2

1.3.1共聚改性 3

1.3.2接枝改性 3

1.3.3填充改性 3

1.3.4共混改性 4

1.4粉煤灰的概述 4

1.4.1粉煤灰的性质 4

1.4.2粉煤灰的应用 5

1.5粉煤灰的改性 5

1.5.1机械磨细改性 6

1.5.2酸改性 6

1.5.3表面活性剂改性 6

1.6硬脂酸及其作用机理 6

1.7聚丙烯/粉煤灰的改性的界面研究 7

1.8偶联剂 7

1.8.1硅烷偶联剂 8

1.8.2 KH550的作用机理 8

1.9实验内容和意义 9

1.9.1 实验内容 9

1.9.2 实验意义 9

第二章 实验部分 10

2.1原料和仪器 10

2.1.1原料 10

2.1.2仪器设备 10

2.2实验步骤 11

2.2.1试样制备 11

续表2.4 13

2.2.2性能测试 13

第三章 结果与讨论 14

3.1界面改性剂对PP/粉煤灰复合材料力学性能的影响 14

3.2界面改性剂对聚丙烯/粉煤灰复合材料热性能的影响 17

3.3预测PP-g-MAH对PP/粉煤灰复合材料的影响 18

第四章 结论 20

参考文献 21

致谢 22

第一章 绪论

1.1引言

在很多行业中，聚丙烯被广泛应用，并且有很好的发展，聚丙烯的高速发展离不开以下的优点(1)原材料来源广泛，比较容易获得。(2)生产工艺比较简单、生产成本比较低。(3)生产的能耗比普通高分子材料要低，比较环保。(4)毒害性比较小，回收比较容易。(5)各种性能都比较良好，加工性能好，力学性能好，并且有一定的耐热性^[1]。此外，聚丙烯还能通过各种改性手段来进行性能的拓展，赋予它一些高、新的性能。所以聚丙烯的市场非常庞大，需求量也比较大。聚丙烯一直以来在车用塑料中占据重要地位。所以其性能的发展十分重要^[2]。

聚丙烯的产量十分的巨大，是最常用的塑料品种之一。有较好的可模塑性和隔热性。已广泛用于各个行业。并且聚丙烯的力学性能也不差，在包装行业里一直发挥着重要作用，但是由于材料行业的发展速度过快，以往的聚丙烯材料性能已经显得不是突出，满足不了高速发展的工业要求，所以需要通过物理或化学的方法来改善聚丙烯的性能，来提高聚丙烯的性能。现在，研究者能通过各种改性方法对聚丙烯进行改性，显著提高了其整体性能，以克服聚丙烯的性能缺陷与不足^[3]。

1.2 PP的概述

1.2.1 PP的性质

聚丙烯所有聚合材料中最轻的品种之一。分子量通常在80000～150000之间,密度一般在0.9～0.91g/cm³之间。由于聚丙烯具有高结晶度和规则结构的特性，所以聚丙烯有很良好的力学性能。并且聚丙烯抗热变形的能力也十分良好，并且其有也一定的抗腐蚀性，所以聚丙烯能被广泛应用于管材的制造。此外，聚丙烯还有良好的电绝缘能、耐候性等。但是聚丙烯也有很多缺点。例如，聚丙烯的着

色性比较差，韧性也不好，制品十分容易燃烧，并且很容易受到外界环境的影响而老化，所以保存十分不方便，在低温环境下它的冲击强度也十分低。所以要通过改性的手段提高聚丙烯的各项性能。

1.2.2 聚丙烯的应用

聚丙烯具有许多优异的加工性能。所以其用途广泛，并且聚丙烯来源也十分广泛，所以合成十分容易，因此聚丙烯的价格十分低廉。在制造工业中，聚丙烯也有十分广泛的应用，通常用于制造汽车的各种部件件，例如雨刷，座椅，外壳和保险杠。由于聚丙烯有密度低的特性，所以可以用聚丙烯材料来减少汽车的重量，从而减少汽车的能耗，起到了环保的作用。在包装材料方面，聚丙烯被应用于编制袋，食品袋，饮料包装瓶等材料的制造，并且聚丙烯制成的薄膜在包装行业也起到了十分重要的作用。在建筑业，聚丙烯可以用作装饰材料，但更多的是用作管材的制造，因为聚丙烯具有良好的化学稳定性。在日常生活用品方面，聚丙烯更是扮演了重要角色，聚丙烯可以制作家具，如桌、椅、凳、盆、桶等。在纺织工业，聚丙烯作为丙纶的原料，可以制作成地毯、被子、台布、蚊帐、各种装饰布等。另外，用聚丙烯制造的无纺布也得到广泛应用。在医疗方面，由于聚丙烯有良好的耐热性，所以可以用作可高温杀菌器材的材料。聚丙烯在日常生活中应用广泛，它在生活中起了十分重要的作用，可以说现代人类社会的发展离不开它^[4]。

1.3聚丙烯的改性方法

聚丙烯改性分物理改性和化学改性。物理改性通常是用物理的方法把填料与聚丙烯混合，以此来使混合的聚丙烯聚合物材料具有优异的特性。化学改性通常基于接枝，交联或嵌段共聚方法将其他链段添加到聚丙烯链中，从而赋予聚丙烯材料更好的物理和化学性能。两种改性方法各有各的优点，通常要通过研究原料和工艺情况来确定，聚丙烯的物理改性由于其简单的工艺和经济效益而成为开发新型聚丙烯的研究热点^[5]。

1.3.1共聚改性

通过与其他高聚物共聚可以将聚丙烯的冲击性能，生产加工性和透提高到一定水平。这样的方法可以合理地改善聚丙烯的低温延展性不足。用共聚反应把乙烯和丙烯合聚合在一起。当乙烯的含量为20％时，晶体开始变得越来越难形成。当乙烯的含量为30％时，该聚合物完形状会发生变化，并成为无规共聚物。此时，共聚物复合材料的冲击性能和透明性都变好，并且结晶度有所下降。立体嵌段聚丙烯可通过使用齐格勒金属催化剂或茂金属金属催化剂来生产。制造出的立体嵌段共聚物的可逆变形较高。相比于全同立构共聚聚物，嵌段共聚物具有出色的抗冲击性和出色的超低温特性。与各种热塑性塑料相比，嵌段共聚物也有很好的刚性^[6]。

1.3.2接枝改性

聚丙烯是一种非极性的热塑性塑料，分子中没有任何含有极性的官能团^[7]。所以聚丙烯反应活性很低，接枝改性能改善聚丙烯所存在的这些问题^[8]。通过接枝含有其他性能的支链，可以更好的提升聚丙烯的其他性能^[9]。接枝改性是通过以特殊方式将所需的极性分子作为分支添加到聚丙烯的聚合物链中，从而改善聚丙烯的极性并提升聚丙烯应用能力^[10]，但是接枝改性一般要通过较为复杂的化学方法制得，对于工艺条件较为严格，所以接枝改性比其他改性方法应用的相对较少一点。

1.3.3填充改性

填充改性是比较常用的改性方法，通常是把其他具有优良性能的材料添加到高聚物中进行混合，聚丙烯的填充改性是把无机填料加入聚丙烯基体中，以此来结合两者的优异性能，达到提高聚丙烯性能的目的，填充改性通常可以加入一些价格比较低廉的并且具有良好特性的填料。这不仅降低了制造成本，而且还可以提高塑料产品的特定性能并增加其应用。用各种填料填充聚合物可改善聚合物的物理性能，

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