復合載體法原位制備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)納米復合材料.同時研究了蒙脫土在聚丙烯/蒙脫土納米復合材料中的分散以及聚合工藝條件的影響,考察了聚丙烯/蒙脫土納米復合材料的結晶行為和熱穩(wěn)定性. 首先重點研究了原位聚合法制備聚丙烯/蒙脫土納米復合材料時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、反應時間延長有利于進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分析結果表明,隨著丙烯原位聚合的進行,蒙脫土在聚丙烯基體中逐漸被剝開,可以達到納米級的分散.同時研究發(fā)現(xiàn),聚丙烯/蒙脫土納米復合材料經熔融壓制等一些熱加工處理后會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的衍射峰進一步向小角方向移動,層間距進一步擴大. 接著探討了聚丙烯/蒙脫土納米復合材料的結晶行為,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生β晶,同時會使小部分α晶不完整,產生少量微弱的γ晶.同時蒙脫土充當大量的成核劑使得聚丙烯基體的結晶速度加快,但結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)對原位聚合法制備的聚丙烯/蒙脫土納米復合材料的等溫結晶過程進行了研究,利用Avrami方程對其結晶動力學進行研究,發(fā)現(xiàn)Avrami指數(shù)n≈3,半結晶時間t<,1/2>較純PP大幅度降低,屬于典型的異相成核機理.在非等溫結晶過程中,原位聚合得

4、到的復合材料的Avrami指數(shù)n大于文獻報道的熔融共混法復合材料的Avrami指數(shù). 此外還研究了聚丙烯/蒙脫土納米復合材料的熱穩(wěn)定性,采用熱失重分析儀(TGA)對聚丙烯/蒙脫土納米復合材料進行熱穩(wěn)定性研究.在原位聚合法與熔融共混法兩種制備方法對比中發(fā)現(xiàn),熔融共混法制備的復合材料在氮氣環(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)定性無論在氮氣環(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