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聚丙烯/碳酸钙复合材料的制备 河北工业大学城市学院本科毕业论文答辩 学院：化工学院 专业：高分子材料与工程 答辩人 孟燕峰 指导老师 于晓燕 副教授 绪 论 聚丙烯生产概况 聚丙烯生产装备技术 聚丙烯的改性理论依据 聚丙烯改性实验及探究 论文总结 1 2 3 4 5 6 目录 Contents 绪 论 大型生产装置以引进技术为主 中小型聚丙烯生产装置以国产为主 高分子合金化思想 * 绪 论 近年来化工工业中塑料制品业和化学纤维工业的发展非常之迅速，我国聚丙烯的消费量增长不可谓不快。2006年我国聚丙烯表观消费量为870万吨，要知道在2000年我国聚丙烯表观消费量才476.5万吨，2006年比2000年增长近一倍，现在我国已经成为世界最大聚丙烯消费国。但是我国聚丙烯工业发展起步晚，在20世纪70年代才开始发展起来，经过30多年的发展，目前在生产工艺方面已经基本上形成了溶剂法、气相法、间歇式液相本体法、液相本体-气象法等多种工艺方法，在生产格局方面形成了大中小型生产规模共存的格局。现在我国的大型聚丙烯生产装置以引进技术为主，中型和小型聚丙烯生产装置以国产化技术为主。 近几年，我国在聚丙烯催化剂、生产工艺及产品的技术创新及开发方面取得了显著的进步。高分子合金化的思想，开辟了塑料应用新的前景，也将 PP 再一次推向了科研的前沿。纳米技术在增韧 PP 中的运用，又使制备高刚性高韧性的 PP 纳米复合材料成为可能。可以预见未来的 PP 复合材料，将会得到更加广泛的应用。 国内发展 聚丙烯发展概况 丙烯性能优良、价格低廉 结构规整的半结晶性热塑性聚合物 利用活性碳酸钙改性聚丙烯 * 聚丙烯发展概况 合材料大范围代替传统材料已经成为一种大势所趋 利用活性碳酸钙改性聚丙烯大幅改善韧性 近几年以来，复合材料一些特殊性能如高阻隔性，耐热性，尺寸稳定性及阻燃性等通过聚合物与无机刚性粒子的复合在一定程度上得到了体现。复合材料大范围代替传统材料已经成为一种大势所趋。其中以聚丙烯为基质的复合材料更是独树一帜。优良的综合性能和相对低廉的价格成为丙烯( PP)突出的优点，使PP基复合材料相比其它工程材料具有广泛的应用市场。 在填充55.5%-60% 的碳酸钙情况下，其韧性几乎能翻一翻，而且拉伸强度降低幅度较一般复合技术在同等填充量时的水准不会增高。本文利用活性碳酸钙改性聚丙烯，研究不同碳酸钙含量对复合材料力学性能的影响以及研究不同改性碳酸钙含量对聚丙烯复合材料力学性能的影响，为聚丙烯的加工和改性提供依据。 复合 材料 聚丙 烯 聚丙烯生产装备技术 利用双螺杆挤出机制备 纳米碳酸钙对复合材料的流动 性能影响不大 * 聚丙烯生产装备 双螺杆挤出机示意图 * 聚丙烯生产技术 利用双螺杆挤出机制备聚丙烯/活性纳米碳酸钙复合材料，通过造粒机切粒，并用注射机注射标准拉伸及冲击样条。研究不同纳米碳酸钙质量含量（0%～25%）对复合材料流动性能及力学性能的影响。资料显示在实验范围内，与纯PP相比，加入纳米碳酸钙后，复合材料的拉伸强度有所降低，而冲击强度以及硬度增加。实验条件下，纳米碳酸钙对复合材料的流动性能影响不大。 聚丙烯的改性理论依据 化学改性 填充改性与增强改性聚丙烯 共混改性 * 聚丙烯的改性方法 接枝 氯化 氯磺化 共聚 化学改性 共混改性性 复合增强 表面改性 填充改性 物理改性 * 聚丙烯的改性方法 填充改性是在PP基体中加入其它无机材料如滑石粉、高岭土、碳酸钙、云母等，或者加入有机材料如磷酸盐类成核剂、芳纶纤维、碳纤、玻璃纤维、晶须等。一般选择将纳米粒子作为填充材料来改性聚合物以制备复合材料，其方法一般又细分为直接分散法和在位填充法两种。 将两种或者多种高聚物共混后，制的同时拥有这些高聚物优异性质的混合物，即合金。以聚丙烯为基体的共混改性主要目的是改进聚丙烯不耐低温冲击性、难着色性、低透明度以及不良抗静电性等性能。 ②填充改性 ③共混改性 ①共聚改性 共聚改性是以丙烯单体为主的改性，可在一定程度上增加均聚聚丙烯的冲击性能、透明度和加工流动性，可以提高PP韧性并且是提高低温韧性的最有效的手段。 聚丙烯改性实验及 探究 KH560改性碳酸钙 纳米碳酸钙对复合材料的流动 性能影响不大 * KH560改性碳酸钙实验步骤 8.0克碳酸钙、 200ml甲苯、4ml kh560 超声分散1h ? 90℃油浴中加热搅拌反应6h 真空抽滤器抽滤并用丙酮洗涤3次 烘箱干燥8h * KH560改性碳酸钙实验数据 a线是改性后碳酸钙的红外表征图 b线是改性前碳酸钙的红外表征图 * KH560改性碳酸钙实验结果分析 改性后的峰较改性前的峰平缓 但是两图变化均不是非常明显，差异并不大，由此我们推断使用kh560接枝