玄武巖纖維增強聚丙烯復合材料力學性能的研究.pdf

1、本論文利用環(huán)保材料玄武巖纖維對聚丙烯材料進行增強增韌的改性研究，通過對聚丙烯接枝改性引入PP-g-GMA（聚丙烯接枝甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯）材料，通過熔融共混乙烯-丙烯-非共軛二烯烴的三元共聚物(EPDM)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚烯烴彈性體(POE)、和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)以改善復合材料的界面性能從而提高其力學性能，通過力學實驗、掃描電子顯微鏡、差示掃描量熱儀、X射線衍射及熱重分析實驗等一系列實驗對B

2、F/PP復合材料及摻入四種彈性體材料進行探索實驗，通過實驗分析和計算，研究相容劑和彈性體對聚丙烯改性后的綜合性能進行評價，從而使其更好的應用在汽車領域。研究結(jié)果如下所示:
　　在玄武巖纖維改性聚丙烯復合材料中，通過對聚丙烯接枝改性引入PP-g-GMA（聚丙烯接枝甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯）材料，以改善復合材料的界面性能從而提高力學性能。結(jié)果表明:玄武巖纖維改性聚丙烯復合材料的力學性能相比純聚丙烯的力學性能有很大的提高。隨著纖維BF含量增加

3、，復合材料的整體力學性能逐漸增強，拉伸屈服強度由38MPa提高到89MPa，尤其是缺口沖擊強度由1.43KJ·m-2提高到4.53KJ·m-2。當纖維含量超過30％時，復合材料力學性能基本變化較小。通過相容劑PP-g-GMA的加入對復合材料的改性，能夠使得玄武巖纖維與聚丙烯基體之間具有更好的界面粘結(jié)性，并且復合材料在承受載荷時，增加吸收外力能力，使得抗沖擊性能顯著提高，實現(xiàn)PP復合材料的增強。
　　由結(jié)晶動力學實驗分析可知，不摻雜

4、纖維材料的純聚丙烯的結(jié)晶溫度較高，隨著結(jié)晶溫度提高，結(jié)晶速率提高，兩種模型下動力學分析（Ozawa方法和Mo模型）計算可得的α值和m值較為恒定，晶體生長方式與成核機理基本一致。結(jié)晶熔融的行為表現(xiàn)取決于冷卻速率大小。冷卻速率越慢，結(jié)晶的溫度區(qū)域越高，結(jié)晶成核時間越長;冷卻速率越快，結(jié)晶越不完善，溫度會走低。XRD衍射結(jié)果，隨著BF含量的增加，也出現(xiàn)了β峰，但衍射峰的衍射強度很低，說明也只是出現(xiàn)了微量的β晶型，得出結(jié)論相容劑和彈性體的同時加