復(fù)合載體法原位制備PP-MMT材料及其性能研究.pdf

1、本文將插層聚合的概念引入到烯烴聚合中,通過原位聚合的辦法制備了聚丙烯/蒙脫土(PP/MMT)納米復(fù)合材料.同時(shí)研究了蒙脫土在聚丙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料中的分散以及聚合工藝條件的影響,考察了聚丙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料的結(jié)晶行為和熱穩(wěn)定性. 首先重點(diǎn)研究了原位聚合法制備聚丙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料時(shí)影響蒙脫土分散的因素,研究發(fā)現(xiàn)丙烯原位聚合的活性主要受蒙托土負(fù)載主催化劑量、主催化劑/助催化劑配比、外給電子體/助催化劑配比的影響,催化活

2、性高、反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)有利于進(jìn)一步提高蒙脫土在聚丙烯基體中的分散程度.X射線衍射和TEM分析結(jié)果表明,隨著丙烯原位聚合的進(jìn)行,蒙脫土在聚丙烯基體中逐漸被剝開,可以達(dá)到納米級(jí)的分散.同時(shí)研究發(fā)現(xiàn),聚丙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料經(jīng)熔融壓制等一些熱加工處理后會(huì)使得一部分蒙脫土的分散狀態(tài)出現(xiàn)回歸到原始狀態(tài),另有一部分XRD的衍射峰進(jìn)一步向小角方向移動(dòng),層間距進(jìn)一步擴(kuò)大. 接著探討了聚丙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料的結(jié)晶行為,發(fā)現(xiàn)蒙脫土的引入可以抑制聚

3、丙烯基體在急劇冷卻中產(chǎn)生β晶,同時(shí)會(huì)使小部分α晶不完整,產(chǎn)生少量微弱的γ晶.同時(shí)蒙脫土充當(dāng)大量的成核劑使得聚丙烯基體的結(jié)晶速度加快,但結(jié)晶度隨著蒙脫土含量的增大而有所下降.采用差示掃描量熱法(DSC)對(duì)原位聚合法制備的聚丙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料的等溫結(jié)晶過程進(jìn)行了研究,利用Avrami方程對(duì)其結(jié)晶動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)Avrami指數(shù)n≈3,半結(jié)晶時(shí)間t<,1/2>較純PP大幅度降低,屬于典型的異相成核機(jī)理.在非等溫結(jié)晶過程中,原位聚合得

4、到的復(fù)合材料的Avrami指數(shù)n大于文獻(xiàn)報(bào)道的熔融共混法復(fù)合材料的Avrami指數(shù). 此外還研究了聚丙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性,采用熱失重分析儀(TGA)對(duì)聚丙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料進(jìn)行熱穩(wěn)定性研究.在原位聚合法與熔融共混法兩種制備方法對(duì)比中發(fā)現(xiàn),熔融共混法制備的復(fù)合材料在氮?dú)猸h(huán)境下熱穩(wěn)定性下降,而在空氣環(huán)境下熱穩(wěn)定性有所上升;原位聚合法制備的材料熱穩(wěn)定性無論在氮?dú)猸h(huán)境還是在空氣環(huán)境中均有穩(wěn)步提高,3﹪左右的MMT含量在