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为了改善无机填料在塑料中的分散性,增强两相的界面结合力,本论文设计合成了适用于聚烯烃类塑料基体中无机粒子分散的超分散剂,并对无机填料颗粒在聚合物熔体中实现均匀分散的过程及稳定机理进行了研究。
本文用钛酸四正丁酯作引发剂,己酸为封端剂设计合成了以聚己内酯为溶剂化链,羧基为锚固基团的超分散剂CTPCL以及以四乙烯五胺和多乙烯多胺为齿,以聚己内酯为溶剂化链,酰胺基为锚固基团的“梳形”超分散剂t-ZTPCL和p-ZTPCL。实验结果表明,控制不同的反应时间和不同的原料配比可以合成出不同相对分子质量溶剂化链的超分散剂。
分别用红外光谱(IR)表征聚合物结构;用端基滴定、凝胶渗透色谱(GPC)测定超分散剂的分子量;用热失重(TGA)对超分散剂的热稳定性进行了分析。研究发现,CTPCL、ZTPCL都在220℃左右才出现微量失重,热稳定性较好,适宜在聚丙烯塑料填充体系中的应用。
将细度为1000目的膨润土用CTPCL,5000目高岭土颗粒用t-ZTPCL和p-ZTPCL进行处理,用双辊混炼机将处理后的填料与聚丙烯(PP)共混,用破碎机破碎后注塑成标准试样进行测试,并通过样品的力学性能和热性能的变化间接反映它们在聚丙烯熔体分散介质中的分散状况;用扫描电子显微镜(SEM)直接观察聚丙烯/无机填料颗粒复合体系样条液氮脆断后填料粒子的分散均一性,并用雾度分析仪从光学角度间接考察了分散相粒子的分散状况。
将对填料分散性能最好的Mn=2000的p-ZTPCL用于CaCO3预分散颗粒,不同用量下在拉力试验机上测定了其压缩模量、形变及压缩强度,并与其他几种助剂对比,又以p-ZTPCL为填充处理剂,低助剂用量下制备了CaCO3预分散体,确定了配方。