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摘 要

本课题采用粉状无机填料-海泡石和KH-550处理的海泡石对聚合物材料进行改性，主要是对聚丙烯进行填充改性，改善聚合物的力学性能和结晶性能。具体方法是分别将海泡石和KH-550处理的海泡石加入聚丙烯，通过小型密炼机机进行共混物的制备，将粒料进行注塑样条，对样条做力学性能、机械性能的测试。

结果表明，和纯的聚丙烯材料相比较，经过海泡石改性的聚丙烯材料，它的缺口冲击强度提高了。这是因为加入无机填料海泡石，降低了聚丙烯的结晶度，使得冲击强度提高。拉伸强度、拉伸模量却有所下降，这是因为无机填料海泡石的加入，与聚丙烯不能很好的结合，使得材料变脆。处理过的海泡石使得聚丙烯的断裂伸长率大幅提高，这是因为KH-550使得分子的相容性变好，分子间作用力增大，但是冲击强度却有所下降，这可能是因为改性后的聚丙烯晶体与晶体之间存在明显的分界，从而使得聚丙烯的冲击强度降低。

关键词：聚丙烯 海泡石 KH-550 力学性能

Study on polypropylene modified by SEPIOLITE CLAY

ABSTRACT

In this paper, the powder inorganic filler-sepiolite and Kh-550 sepiolite were used to modify the polymer materials, mainly polypropylene was filled to improve the mechanical properties and crystallization properties of the polymer. The concrete method is to add sepiolite and KH-550 sepiolite into PP respectively, to prepare the blend by a small internal mixer, to inject the grain into the splines, to test the mechanical and mechanical properties of the splines.

The results show that the notched impact strength of polypropylene modified by sepiolite is higher than that of pure polypropylene. This is because the addition of Inorganic Filler sepiolite reduces the crystallinity of polypropylene and increases the impact strength. The tensile strength and modulus decreased, which was due to the addition of Sepiolite, an inorganic filler, which could not combine well with polypropylene and made the material brittle. The treated sepiolite greatly increased the elongation at break of polypropylene because KH-550 improved the compatibility of the molecules and increased the intermolecular force, but decreased the impact strength This may be due to the obvious separation between the modified PP crystal and the crystal, which reduces the impact strength of PP

Key words: Polypropylene；SEPIOLITE；Kh-550；Mechanical Properties

目录

摘 要 II

ABSTRACT II

1.1聚丙烯的简介 1

1.2聚丙烯改性的物理方法 2

1.3 海泡石的概述 3

1.3.1 海泡石的介绍 3

1.4海泡石/聚丙烯复合材料的发展现状 3

第二章 实验部分 5

2.1 实验主要原料 5

2.2 实验的设备 5

2.3制备试样 6

2.3.1 海泡石改性处理 6

2.3.2制备海泡石/聚丙烯复合材料样条 6

2.3.3制备等温结晶样片 6

2.4 性能测试与结构表征 7

2.4.1 差示扫描量热法（DSC） 7

2.4.2拉伸性能测试 7

2.4.3冲击性能测试 7

2.4.4偏光显微分析（PLM） 7

第三章 结果与讨论 8

3.1 DSC分析 8

第四章 结论 14

参考文献 15

致谢 17

第一章 绪论

1.1聚丙烯的简介

在已知的所有聚合物当中，聚丙烯因为它的重量比较轻；有很好的化学稳定性；机械强度比较高；有很好的电性能；也很便于加工等优点，使之成为家电到汽车工业应用中不可或缺的一类高分子材料。聚丙烯(PP)[1-4]具有良好的阻燃性能、阻隔性能、耐热性能和阻燃性能。为了进一步提高聚丙烯的性能，在聚丙烯中加入了纳米粒子、纳米纤维、纳米填料等纳米填料。常用的纳米粘土有蒙脱土、硬石膏、纳米碳酸钙等纳米粘土[5-11]。其中，纳米粘土因其独特的层状结构而日益受到重视。然而，像蒙脱土这样的紧密结构很难实现剥离，降低了它们的商业价值[10,11]。研究海泡石黏土改性聚丙烯(PP)性能的影响以及评估改性材料的各种力学性能，如拉伸、和冲击性能等，对其应用于工程部件的开发具有重要意义。具有较好强重比的PP/海泡石改性材料在汽车发动机罩下部件的替代及其它工程应用中具有重要的商业价值。

聚丙烯常用于食品容器，特别是那些需要洗涤的容器。聚丙烯也很容易天界染料，并且经常用作地毯纤维。它需要坚固耐用，比如你在游泳时发现的地毯或者铺设的小型高尔夫球场。大多数商业聚丙烯是独立的，中间有一个中间层。聚丙烯也是低密度聚乙烯的高密度聚乙烯的中间产物，在共聚的时候是坚韧的。聚丙烯通常使用不透明或者着色的颜料，对疲劳有很好的抵抗力。聚丙烯可以在高温和紫外线辐射下链化。由于聚丙烯是抗疲劳的，所以大多数塑料是活铰链，例如在瓶子顶盖上的铰链。然而，更重要的是要确保链分子是通过铰链定向，使强度最大化。许多医用或化学室用的塑料制品都可以用聚丙烯制造，因为它可以在高压釜中禁受住高温，它的耐热性也使它可以作为制造用。

1.2聚丙烯改性的物理方法

聚丙烯的屈服强度、拉伸强度、表面硬度等一些机械性能较为良好，且具有很强的耐磨性、耐腐蚀，电绝缘性良好，成型加工容易等优点[7]。但聚丙烯耐寒性差，冲击强度较低，低温容易发生脆裂，抗蠕变性差，收缩率大，容易发生光老化和热氧化，上述缺点特别是在低温和高应变率下尤为明显，从而使聚丙烯在热塑性材料中的应用受到了一定的限制[8]，因此聚丙烯的改性已经成为国内和国外对塑料进行改性的热点话题。

我们可以运用物理方法，化学方法分别来对聚丙烯进行改性处理。我们可以用共混、填充、增强等，这些为物理改性的方法，在聚丙烯中加入添加剂，使得聚丙烯拥有新的性能。近年来，很多人在研究将一些无机刚性的粒子加入到聚丙烯当中，使得聚丙烯的韧性得以增强，这已经成为研究的重点。当聚丙烯中加入了无机的刚性粒子，无机刚性粒子和聚丙烯基体的相容性比较差，需要对粒子表面进行处理。在矿物填料中，碳酸钙、滑石、云母最常用。

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