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云母(Mica)是一种储量丰富的铝硅酸盐类矿物,通常呈假六方或者菱形的片状、层状、柱状晶型。因此具有优良的物理化学性能,如耐高温、强度高、滑动性好、热膨胀系数小等,有望成为新一代PP复合材料的增韧、增强体。本论文详细叙述了Mica表面改性方法及其填充改性聚合物复合材料的发展和现状,并介绍了本课题的立题背景及意义。主要目的是将表面化学处理后的Mica填充到PP中,制备综合性能优异的复合材料,并深入系统地研究了复合材料的结构与性能之间的关系。具体内容如下:甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和苯乙烯(St)改性PP制备接枝产物PP-g-(GMA-g-St)。接枝反应的最佳反应条件为:引发剂DCP用量0.3%;单体为4%,单体配比为GMA∶St=4:2,反应温度为170℃。所得接枝产物的熔体流动速率MFR为5.2 g·10min-1,熔体强度MS为40.71 kPa·s。对比硅烷偶联剂KH550和KH570对Mica进行表面预处理改性的改性效果,以改性后的Mica为无机填料,熔融挤出制备云母/聚丙烯(M/PP)复合材料。SEM微观形貌显示:修饰改性后的Mica层间距清晰可见,分布较为均匀,分散情况得到改善,说明硅烷偶联剂在一定程度上改善了Mica微观结构。FT-IR和TG改性效果表明:偶联剂KH550改性后的云母表面有羟基二聚体特征峰,燃烧时有大分子有机物失重,说明KH550成功改性Mica。通过测定分散性和活化指数优化了预处理Mica反应条件,确定了KH550改性Mica的最佳条件。以改性后Mica为分散相,PP-g-(GMA-g-St)为相容剂,PP作基体,通过熔融共混制备M/PP复合材料,研究了复合材料的性能与结构关系。结果表明:相同含量M-KH550时,M/PP-g-(GMA-g-St)/PP的力学性能最好;M-KH550和PP-g-(GMA-g-St)含量分别为15%和10%时,复合材料的力学性能达到最好,冲击强度、拉伸强度和弯曲强度较PP分别提高了132.86%、17.23%和32.50%。复合材料的冲击断面结构致密,改性后Mica粒子在PP基体中均匀分散,与PP-g-(GMA-g-St)通过化学反应增容提高了与PP的界面相容性。M-KH550表现出更优异的成核作用,界面结合力的增强促进了PP基体结晶,结晶度显著提高。熔体流动速率减小,维卡软化点升高,复合材料的热稳定性较好。