文档介绍：摘要聚丙烯(Pol 即 ropylene,PP) 以其综合性能优良而被广泛应用, 但低温脆性却大大限制了它的使用范围" 通过弹性体增韧改性PP 是目前广泛使用的方法,但PP 韧性提高的同时, 强度和模量却急剧降低" 尤其是当 PP 与弹性体相容性较差时, 共混物形成典型的两相结构, 具有非常清晰的两相界面, 因而增韧效果不甚理想" 碳纳米管具有在裂纹面上桥接, 阻止裂纹引发和扩展的作用, 因而在增强的同时, 可以对聚合物起到一定的增韧作用" 基于此, 本论文拟采用具有一定结晶性能的极性弹性体聚乙烯一醋酸乙烯酷(Ethylene 一 co一 vinylacetate,EVA) 增韧 PP 为研究对象, 以碳纳米管为改性填料, 通过碳纳米管的官能化改性,EVA 聚合物中单体 VA 含量的选择, 调控碳纳米管与 PP和 EVA 两相之间的相互作用; 在此基础上进一步研究了碳纳米管含量!共混物相形态! 共混工艺等参数的变化对复合材料微观结构和宏观性能的影响" 主要研究成果如下: l) 通过先酸化然后接枝马来酸配的方法, 成功地对碳纳米管进行表面修饰, 在碳纳米管表面引入拨基! 梭基! 轻基等极性官能团" 2) 不相容共混物 PP尼 vA 的相形态结构随着 EVA 含量的变化而变化"当 EVA 含量低于 40% 时, 共混物为典型的海一岛相形态;当 EVA 含量达到 40% 及以上, 共混物则表现为典型的双连续相形态" 碳纳米管的加入对共混物微观相形态产生明显的影响, 而这种影响依赖于样品制备过程中母料的选择" 具体表现为:以 PP/f-Ts 为母料制备的三元纳米复合材料,f-T s 的分散性较差; 而以 EVA/f-M 丫 VCNTs 为母料制备的三元纳米复合材料,f-Ts 的整体分散性较好, 但大都束缚在 EVA 相区中" 3)f-T s 的引入有利于不相容共混物韧性的提高, 其增韧效率依赖于复合材料中 EvA含量和样品制备方法" 表现为:对于PP甩 vA(80/20) 体系, 冲击强度仅仅随着 f-T s 含量的提高而有轻微的提高, 冲击断面整体光滑平整, 并未呈现明显的剪切屈服或塑性变形, 断裂方式属典型的脆性断裂;对于PP扭 VA(60/40) 双连续相形态体系, 特别是以 EVA 为母料加工的组分, 少量 f-Ts 的引入即可大大提高体系的冲击强度, 冲击断面非常粗糙, 并伴随着大量的塑性变形以及纤维化特征, 属于典型的韧性断裂" 证明在含有双连续相形态的复合材料中,f-Ts 与 EVA 形成双网络结构, 并且部分 f-Ts 横跨不相容的两相界面, 起到显著增强界面粘结力的作用, 从而大大改善了该体系的力学性能" 4) 在低速拉伸实验条件下,PP 尼 VA(80/20) 体系均在较低的位移下发生了断裂, 表现出典型的脆性断裂"f-Ts 的引入并没有明显的改善 PP旧 vA(80/20) 体系的裂纹西南交通大学硕士研究生学位论文第 n 页扩展情况, 其裂纹扩展位移以及裂纹扩展能几乎保持不变, 并没有随着碳纳米管含量的增加而增加" 而碳纳米管的引入使得 PP尼 vA(60/40) 体系在拉伸应力承载过程中, 表现出更大的拉伸位移, 属于典型的韧性断裂" 在拉伸断裂过程中,碳纳米管的引入使得 PP尼 vA(60/40) 体系引发能和扩展能都得到了大幅度提高, 但是相比裂引发能的提高, 断裂韧性的提高主要归功于裂纹扩展能的明显提高, 断裂过程主要由扩展阶段来控制" 说明碳纳米管在 PP尼 vA(60/40) 双连续相形态中的作用表现为, 在含有双连续相形态的复合材料中,f-Ts 与 EVA 形成双网络结构, 并且部分 f-Ts 横跨不相容的两相界面, 起到显著增强界面粘结力的作用" 碳纳米管联合 EVA 在共混物中形成的双网络结构以及界面上碳纳米管的桥联作用, 可以显著改善 PP/EVA 之间的相容性, 有效增加裂纹引发吸收功, 阻止裂纹的进一步扩展, 从而大大改善了该体系的拉伸断裂韧性" 5) 通过改变VA 单体的质量百分比含量来调控基体的极性, 以研究碳纳米管在不相容共混物 PP尼VA 中的选择性分散对分散相 EVA 的极性依赖性" 热力学的计算分析表明,在 EVA1 8 体系中, 大部分的碳纳米管会分散在不相容共混物PP尼VA 的界面上;而在 EVA2 8 体系中, 碳纳米管则更倾向于选择性的分散在极性 EVA 粒子内部" 通过 SEM 以及 TEM 表征再次验证了碳纳米管在两种不同极性共混物中的分散"PP 尼 VA18 体系中, 分布于界面上的碳纳米管所形成的双网络结构以及 EVA 粒子在该体系中的均匀分散, 导致了不相容共混物 PP尼 VA 力学性能的大幅度增加; 而在 PP/E 劝狡 8 体系中, 由于碳纳米管被吸附到极