微晶纤维素改性聚丙烯热性能研究开题报告

 2021-08-08 11:02:13

1. 研究目的与意义

聚丙烯(简称pp)是五大通用塑料之一,产量仅次于pe和pvc。由于聚丙烯(pp)具有来源丰富、价格便宜、容易加工、力学性能好、密度小等优点,故而是一种综合性能良好的通用塑料,被广泛应用于汽车、化工、建筑、电气等行业。但pp也存在冲击强度差、低温脆性、硬度低、成型收缩率大、易老化、耐热性差等缺点。因此,如何改善pp的性能对于拓展其应用领域、提高其使用价值有着非常重要的现实意义。

传统橡胶改性pp的方法存在着材料刚性、模量和热性能的降低。利用填料的纳米尺寸效应、大比表面积及强界面作用力,将填料的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性及加工性完美地结合起来,可望获得优异的综合性能。pp纳米复合材料的出现为pp的增强增韧改性提供了一条重要的新途径。

自从1995 年favier及合作者第一次报道纳米微晶纤维素增强胶乳的研究以来,纳米微晶纤维素作为增强材料增强天然高分子材料和合成高分子材料以制备纳米复合材料得到了广泛的研究。

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2. 国内外研究现状分析

纤维素在低温区和高温区分别遵循一级和二级反应动力学, 纤维素在热解反应的主要阶段则以裂解反应为主。在纤维素和木聚糖混合物的热解反应中,纤维素对木聚糖的热解反应没有显著影响,而木聚糖对纤维素的热解反应具有一定的抑制作用;在纤维素和木质素混合物的热解反应中,木质素对纤维素的热解反应没有显著影响,但是纤维素对木质素的热解反应起到一定抑制作用。黄娜,生物质三组分热裂解特性及其动力学研究,北京化工大学。

热分解过程中,随着失重率的增加,活化能是不断增加的,当有某种物质出现相变时,伴随着大量的吸热或放热,活化能会出现不同程度的升高或降低。刘凤花,几种典型废塑料的热分解动力学研究,天津科技大学。

纤维素的热解在 TG 曲线上表现为一个台阶,其热解分为四个阶段,即水分解吸附,降低聚合度,主要热解段,残余物缓慢分解段。升温速率越快,温度滞后越严重。随着升温速率的增加,纤维素的失重阶段有向右侧迁移的趋势,热解反应总体向高温段移动,说明反应进行的更加激烈。综合各种方法然后得出纤维素的热解阶段活化能大约为 152.1 kJ/mol,反应机理函数为: f ( α ) = 1α, G ( α ) = ln (1α)。王文钊,重庆大学,纤维素热重分析及热解动力学研究。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

1 微晶纤维素添加量对pp热稳定性能的影响

2 不同表面处理剂对微晶纤维素增强pp热稳定性能的影响

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4. 研究创新点

PP是一种半结晶性材料,具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件。PP不存在环境应力开裂问题。通常,采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。利用填料的纳米尺寸效应、大比表面积及强界面作用力,将填料的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性及加工性完美地结合起来,可望获得优异的综合性能。

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