摘 要

本课题研究的是蒙脱土对聚丙烯(PP)改性的结晶性能影响，选择蒙脱土进行改性研究的原因主要是蒙脱土的加入使得PP更加倾向于形成β晶型，这是一种有着很高的韧性及抗冲击性能的晶型。本次研究采用的具体方案是将庚二酸(PA)改性过的蒙脱土和未改性过的蒙脱土以不同的比例与PP密炼共混挤出，注塑成条。然后通过差示扫描量热仪、密度计和偏光显微镜分析样品的性能和结构表征。

结果表明，蒙脱土的加入使得PP的结晶温度变高，结晶速率变快，密度增加。通过直读式密度计测得蒙脱土的加入使得PP的密度有着一定的增加，这是因为蒙脱土的密度要高于PP的密度。通过DSC图片可以看到PA处理蒙脱土/PP复合材料均测得有明显的β熔融峰，说明PA处理蒙脱土对PP异相成核的作用要大而且更是一种有效的β成核剂，明显促进了PP形成β晶型。通过偏光图片可以发现PA处理的蒙脱土/PP复合材料比纯PP的球晶分布更加均匀尺寸更加细小，而且图片中没有明显的黑色裂纹。说明PA 处理蒙脱土和PP的相容性好。

关键词：聚丙烯 蒙脱土 庚二酸 结晶性能

Study on Crystallization properties of polypropylene / Montmorillonite Composites

Abstract

In this study, the effect of montmorillonite on the modification of polypropylene (PP) was studied. The main reason for the study of modification of montmorillonite was that the addition of montmorillonite made PP more inclined to form β crystal. This type of crystal has a very high toughness and impact resistance. The specific scheme adopted in this study was to blend pimelic acid (PA)-modified montmorillonite and unmodified montmorillonite with PP in a different proportion and extrusion molding and injection molding into strips. The performance and structural characterization of the samples were then analyzed by differential scanning calorimetry, densitometer, and polarized light microscopy.

The results show that the addition of montmorillonite increases the crystallization temperature of PP, the crystallization rate increases, and the density increases. The addition of montmorillonite, as measured by a direct-reading densitometer, gives rise to a certain increase in the density of PP, because the density of montmorillonite is higher than that of PP. Through the DSC image, we can see that the PA treatment of montmorillonite / PP composites measured a significant β melting peak, indicating that the PA treatment of montmorillonite has a greater role in the heterogeneous nucleation of PP and is an effective β into The nucleating agent obviously promotes the formation of β crystal form of PP. From the polarized images, it can be found that the spherulite distribution of PA-treated montmorillonite/PP composites is more uniform and finer than pure PP, and there are no obvious black cracks in the picture. This shows that PA has good compatibility with montmorillonite and PP.

Keywords: Polypropylene; Montmorillonite; Pimelic acid; Crystalline Properties

目录

摘要 І

ABSTRACT Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1 聚丙烯的种类和性能 1

1.2 聚丙烯的晶型 2

1.3 聚丙烯常见改性方法 2

1.4 蒙脱土改性聚丙烯的方法和意义 3

第二章 实验部分 5

2.1 实验的主要原料 5

2.2 实验的设备 5

2.3制备试样 6

2.3.1 制备蒙脱土样品 6

2.3.2制备蒙脱土/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密度的测试 7

2.4.2差示扫描量热法（DSC）测试 7

2.4.3偏光显微镜分析 7

第三章 结果与讨论 8

3.1 密度分析 8

3.2 DSC分析 8

3.3偏光图片 12

第四章 结论与展望 14

参考文献 15

致谢 17

1. 绪论

PP以强度高、耐热性好、密度小、易加工和廉价等优点成为最具发展前途的热塑性高分子材料之一，广泛应用于国民经济的各个方面^[1]。PP在我国占有很大的市场，在2013年，我国PP的产量成功超过了美国，成为了世界第一。PP是由丙烯经过自由基聚合而生成的聚合物，一般很难溶于水。PP的商业重要性主要归因于其成本效益，良好的机械性能和易于加工^[2]。PP可以通过石油由系列加工制得，在生活中有着许多的应用，例如常见的聚丙烯膜，由于其拥有良好的透明度，优秀的阻隔性能和出色的抗拉伸性能，在生活中有着广泛的应用，许多食品、纺织品等的包装材料都是它。有的聚丙烯膜是用PP、蒙脱土和乳链菌肽制备的抗菌纳米复合材料作为食品包装材料，目的是为了获得活性抗微生物膜^[3]。PP在注塑和拉丝的应用上，技术是相当的成熟了。它的注塑品还广泛的应用于生产电器、灯饰、电视机等产品的部件。PP在我国有着良好的发展前景，在对于PP的需求也会越来越大的同时，对于PP的性能要求也会越来越高，这就需要我们研究PP的改性，从而生产出更加优质的产品。而PP所目前存在的最大的问题就是它的韧性和抗拉伸能力比较差，所以我们改性的主要目的就是为了实现PP的增韧。聚丙烯和粘土是用于制造纳米复合材料的最广泛使用的组分^[4]。而主要用于聚合物粘土纳米复合材料的最普通的纳米粘土材料就是蒙脱土^[5]。改性过后的PP兼顾了优秀的力学性能和良好的韧性,是一种非常好用的材料。

1.1聚丙烯的种类和性能

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