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毕业论文答辩 答辩人： 指导老师： PET/PP 复合材料的结构和性能 简 介 Introduction PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 PET 作为重要的工程塑料，有着许多的优点，但结晶速度较 慢，冲击韧性差；PP 作为具有诸多优点的使用量最大的通用塑 料，也得到了广泛的应用，但PP 成型收缩率大、质脆，缺口冲击 强度。针对PET 和PP 的缺点，人们将两者进行共混，优化其性 能。本文以PET/PP 共混体系为研究目标，研究其共混物的结构和 性能，并讨论了影响共混物结构性能的因素及影响程度。 框 架 Scheme PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 研究背景 实验方法 结果与讨论 结论 研究背景 Background PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 作为一种热塑性工程塑料，PET 强度高、耐热性好、尺 寸稳定性优良，因此工程塑料是PET 材料在非纤行业应用的 研究热点。 Fiber Film Bottle Engineering plastic 研究背景 Background PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 PET 属极性聚合物，溶解度参数[21.9(J/cm3 )1/2 ] 大，而PP 属非极性聚合物，溶解度参数[16.8(J/cm3 ) 1/2] 小，所以两者属热力学不相容体系。 PET/PP 的共混目前主要有简单二元共混、增容共混和 PET 原位微纤维增强共混三类。 实验 Experiment PET/PP 复合材料结构与性能 毕业论文答辩 研究内容: 由于PET 和PP 分别为极性和非极性的分子, 因此PET/PP 共混物不能相容,PET/PP 共混物呈 海- 岛结构, 不同的配比导致共混物的结构和性 能有较大的差别; 而增容剂的加入, 也会大大改善 PET/PP 的相容性. 本文从产品性能和成本方面出 发, 深入探索最佳性能和成本的产品的配方, 其中 包括PP 的种类和比例, 是否加入增容剂, 增容剂 的种类和用量等诸多方面. 现在有很多PET/PE 的共混实验, 但以PET 为基体的PET/PP 共混的 还是相对很少, 尤其是以回收瓶片的PET 为原料. 采用双螺杆低温固相挤出工艺保持PET/PP 性能 采用反应挤出考察扩链剂对PET/PP 合金性能的影 响 创 新 性 （1 ）聚对苯二甲酸 乙二酯（PET ）回 收瓶片： = 4.63×1 04 ，η = 0.7852dL/ g 。 （2 ）POE-g-GMA ： GMA 接枝率2.0% 。 （3 ）共聚PP 实验 Experiment PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 w M 实验 Experiment PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 称量PP 称量PET 瓶片 称量POE-g-GM A 干燥4 h 不同配比 混合 挤出 造粒 干燥 注塑 结构与性能分析 物性测试与结构表征 结果与讨论 Result & Discuss PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 PET/PP(80/20) 分散相和基体之 间有明显的孔洞 和缝隙。 结果与讨论 Result & Discuss PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 PET/PP/mPOE (72/18/10) 分散相在增容剂 的作用下，可以 破裂成更小的颗 粒，分布也更均 匀。而孔洞和缝 隙也明显比简单 二元共混小的多 了。 结果与讨论 Result & Discuss PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 样品 冲击强度（k J/m2 ） 拉伸强度 （MPa ） 断裂生长率 （% ） 弯曲强度 （MPa ） 弯曲模量 （MPa ） 原料共聚PP 29.4 24.8 130 30.7 995.1 原料PET 8.3 52.6 3.6 84.7 2472.8 PET/PP (90/10) 13.5 47.7 20.5 70.1 2013.7 PET/PP (80/20) 9.6 41.5 2.3 63.2 1944.2 PET/PP (70/30) 11.3 38.9 1.6 56.5 1670.3 PET/PP (60/40) 12.2 36.4 1.9 51.1 1597.3 不同配方PET/PP 简单二元共混物的力学性能 采用简单二元共混挤出得到的材料力学性能都相当的 不好，冲击强度远远不能达到我们使用的要求。 结果与讨论 Result & Discuss PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 纯PP 、纯PET 及不同配比的PET/PP/mPOE 共混物的力学性能 综合冲击强度、拉伸强度、断裂生长率、弯曲强度和弯曲模 量的数值，我们可以看出相对而言，PET/PP/mPOE 的配 比为81/9/10 的时候，材料的综合力学性能最好。 样品 冲击强度（KJ /m2 ） 拉伸强度（M Pa ） 断裂生长率 （% ） 弯曲强度（M Pa ） 弯曲模量（M Pa ） PET/PP/ mPOE (81/9/10) 22.2 37.6 74 56.9 1682.0 PET/PP/ mPOE (72/18/10) 23.9 34.4 76 53.5 1568.3 PET/PP/ mPOE (63/27/10) 22.7 32.8 120 48.9 1479.9 PET/PP/ mPOE (54/36/10) 21.4 31.4 89 45.8 1395.7 结果与讨论 Result & Discuss PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 不同配方PET/PP/mPOE 的力学性能 综合冲击强度、拉伸强度、断裂生长率、弯曲强度和弯曲模 量的数值，我们可以看出相对而言，PET/PP/mPOE 的配 比为85/9/6 的时候，材料的综合力学性能最好。 样品 冲击强度 （kJ/m2 ） 拉伸强度 （MPa ） 断裂生长率 （% ） 弯曲强度 （MPa ） 弯曲模量（M Pa ） PET/PP/mPOE(81/9/10) 32.6±3.4 37.6±0.3 48.0±22.3 56.9±2.3 1682.5±51. 6 PET/PP/mPOE(83/9/8) 29.8±1.3 38.9±0.9 74.7±30.6 59.6±0.4 1760.7±25. 3 PET/PP/mPOE(85/9/6) 28.0±0.3 41.7±0.5 158.7±20. 3 62.7±1.8 1868.4±10. 1 PET/PP/mPOE(87/9/4) 20.4±1.0 49.1±1.1 17.8±5.0 72.2±1.2 2009.3±24. 2 PET/PP/mPOE(89/9/2) 14.9±1.0 51.1±1.8 14.0±2.1 73.0±0.8 2021.0±40. 8 结果与讨论 Result & Discuss PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 sample PP PET Tc (oC) ΔHc (J/g) Wc1/ 2 (℃) t1/2 (s) Tc (oC) ΔHc (J/g) Wc1/ 2 (℃) t1/2 (s) PP 117. 1 82.1 4.5 30.5 PET 207. 5 39.1 7.2 31.4 PET/ PP(80/20) 122. 8 73.8 2.9 15.9 202. 5 37.2 8.4 40.5 PET/PP/ mPOE (72/18/10) 119. 1 69.2 5.3 28.4 199. 8 32.8 6.0 33.1 PP 、PET 、PET/PP(80/20) 和PET/PP/mPOE(72/18/10) 结晶性能 PP PP 结晶温度先增大后减小， 结晶温度先增大后减小，PET PET 结晶温度增 结晶温度增 大 大 结果与讨论 Result & Discuss PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 PP PP 结晶温度先增大后减小， 结晶温度先增大后减小， PET PET 结晶温度增大 结晶温度增大 结果与讨论 Result & Discuss PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 PP 、PET 、PET/PP(80/20) 和PET/PP/mPOE(72/18/10) 熔融性能 PP PP 的熔融温度基本不变，而 的熔融温度基本不变，而PET PET 的由 的由b-c-d b-c-d 双熔 双熔 融峰逐渐明显，而且完善的结晶的熔融峰的焓增 融峰逐渐明显，而且完善的结晶的熔融峰的焓增 大。 大。 sample PP PET Tm (oC) ΔHm (J/g) Xc (℃) Tcc (s) Tm(I) (oC) Tm(II ) (oC) ΔHm (J/g) Xc (%) PP 166.9 69.8 33.4 PET 121.2 247.8 33.8 23.4 PET/ PP(80/20) 164.8 65.8 31.5 127.6 246.4 250.9 33.8 23.4 PET/PP/ mPOE (72/18/10) 163.5 65.6 31.4 124.8 244.1 251.1 29.9 20.6 结果与讨论 Result & Discuss PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 PP PP 的熔融温度基本不变，而 的熔融温度基本不变，而PET PET 的 的 由 由b-c-d b-c-d 双熔融峰逐渐明显，而且完 双熔融峰逐渐明显，而且完 善的结晶的熔融峰的焓增大。 善的结晶的熔融峰的焓增大。 结果与讨论 Result & Discuss PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 相容增容剂含量的不同配比的PET/PP/mPOE 增容共混物结晶温度 随着 随着PP PP 含量的增加， 含量的增加，PP PP 的结晶温度逐渐增大，而 的结晶温度逐渐增大，而 相对的， 相对的，PET PET 的结晶温度不断减小。 的结晶温度不断减小。 sample PP PET Tc (oC) ΔHc (J/g) Wc1/2 (℃) t1/2 （s ） Tc (oC) ΔHc (J/g) Wc1/2 (℃) t1/2 （s ） 81/9/1 0 117.5 86.1 5.6 25.9 202.9 35.6 6.6 36.9 72/18/ 10 119.1 69.2 5.3 28.4 199.8 32.8 6.0 33.1 63/27/ 10 122.3 78.0 5.6 26.6 199.4 34.3 6.0 34.7 54/36/ 10 122.9 73.7 5.4 24.9 196.9 32.0 7.4 43.3 结果与讨论 Result & Discuss PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 随着 随着PP PP 含量的增加， 含量的增加，PP PP 的结晶 的结晶 温度逐渐增大，而相对的， 温度逐渐增大，而相对的，PET PET 的结晶温度不断减小。 的结晶温度不断减小。 结果与讨论 Result & Discuss PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 相容增容剂含量的不同配比的PET/PP/mPOE 增容共混物熔融温度 PP PP 的熔融温度基本不随配方而变化，而 的熔融温度基本不随配方而变化，而PET PET 随着 随着 PP PP 含量的增加，熔融峰的双峰逐渐明显。 含量的增加，熔融峰的双峰逐渐明显。 sample PP PET Tm (oC) ΔHm (J/g) Xc (%) Tcc (oC) Tm(I) (oC) Tm(II ) (oC) ΔHm (J/g) Xc (%) 81/9/1 0 163.6 74.6 35.7 122.6 247.1 250.7 30.8 21.3 72/18/ 10 163.5 65.6 31.4 124.8 244.1 251.1 29.9 20.6 63/27/ 10 164.2 71.0 34.0 124.9 243.3 250.7 31.2 21.6 54/36/ 10 165.0 67.5 32.2 126.3 243.7 250.2 27.5 19.0 结果与讨论 Result & Discuss PET/PP 复合材料的结构与性能 毕业论文答辩 PP PP 的熔融温度基本不随配方而 的熔融温度基本不随配方而 变化，而 变化，而PET PET 随着 随着PP PP 含量的增 含量的增 加，熔融峰的双峰逐渐明显。 加，熔融峰的双峰逐渐明显。 结 论 Conclusion PET/PP 复合材料的结构和性能 毕业论文答辩 简单二元共混的 PET/PP 共混物 力学性能远不能 达到要求，增容 是很必要的。 PET/PP 共混物 的海岛结构，在 加入增容剂的配 比中，81/9/10 性能相对来说最 好 为节约增容剂成 本，在保证性能 的前提下，6 份 配比的MA-m-P OE 正好完全包 覆PP 颗粒表面， 再多的加入对增 容作用影响不大。 致 谢 本文是在吴驰飞教授和郭卫红教授的认真指导下完成的。从论文的选题，实验的 进展与分析，到论文的完成，都倾注了老师们的心血。吴老师和郭老师严谨的治 学态度、渊博的学术知识、敏锐的创新思维以及言传身教的敬业精神，都使我受 益匪浅，并激励我在以后的工作和学习不断进取。同时，吴老师不断给予我参与 探索产业化的锻炼机会，使我开阔了眼界，加深了对科学研究和市场需求间互动 机制的理解，学到很多书本上学不到的知识，这些都将是一生的财富。在此，谨 向吴驰飞教授和郭卫红教授表示我最衷心的感谢和崇高的敬意。 感谢本研究室的张玥博士给予我很多的帮助，悉心指导、耐心讲解，提出了大量 的宝贵意见，使我顺利完成了毕业论文。研究室的其他同学，特别是王纪斌、李 冰、张允敏等PET 组的师兄师姐给我也提供了很大的帮助。在此真诚地感谢大家 对我的关心和照顾。 Thank You!