本试验分别采用未经改性的M-5及经不同改性剂改性后的DK4、DKIN填加到PP基体中。因MMT作为填料一般在质量分数为3%~5%时的效果较好。
可看出,三种MMT的加入均使PP的拉伸强度有所提高,随着M-5用量的增加,PP的拉伸强度逐渐增大,在M-5质量分数5%左右达到最大值;
随着DK4用量的增加,复合材料拉伸强度整体上是增加的,在DK4质量分数为3%时达到最大值,提高了7%,但随后又有回落并再度增加;
DKIN的加入使复合材料的拉伸强度先升后降,在DKIN质量分数为3%时达到最大值,随着DKIN用量的继续增加,拉伸强度有所降低,这可能是由于DKIN在PP基体中分散不均匀造成的。三种MMT比较而言,DK4的提高幅度略大一些。
三种MMT均能提高PP的弯曲强度。当DKIN用量为2%时,复合材料的弯曲强度提高了16%,且提高幅度大于M-5和DK4,但随着DKIN用量的增加,复合材料的弯曲强度反而下降;而加入M-5和DK4后,无论用量多少,均能使PP的弯曲强度有所提高。
M-5的加入使PP的冲击性能有所下降;而加入DK4、DKIN后,PP的冲击强度先升后降,在DK4、DKIN质量分数为2%时达到最高值,说明加入经偶联剂处理后的MMT,其与PP之间的相容性有所改善,使两者之间的界面结合力增大,使材料的冲击韧性得到一定提高。
但从整体来看,随着MMT用量的增加,PP的冲击强度基本上都有不同程度的下降。说明MMT在PP之中的分散不均匀,非极性的PP由于无法与有机MMT中的插层剂作用,不能插层于MMT层间,得不到插层型或剥离型的复合物。
在聚合物基质当中形成空洞,这也是纳米复合材料改性研究中的重要内容。本文试图通过加入相容剂PP-g-MAH来增加PP的极性,以改善PP与MMT的相容性,实现插层形成插层型型复合体系。
PP-g-MAH的加入对PP/MMT复合材料性能的影响由于PP-g-MAH分子上同时具有极性与非极性基团,它不仅可与极性的MMT结合也可与非极性的PP结合,所以选用PP-g-MAH作相容剂,改善PP与MMT之间的相容性。所选用的PP/MMT复合材料中,蒙脱土为DK4,其质量分数为3%。