在高压下结晶的基于iPP的纳米复合材料的结构和机械性能
Sivanjineyulu Veluri1, Przemyslaw Sowinski1, Mariia Svyntkivska1
1Centre of Molecular and Macromolecular Studies, Polish Academy of Sciences, Sienkiewicza 112, 90 363 Lodz, Poland.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|April 12, 2024
概括
同位性聚烯 (iPP) 的高压结晶诱导了 γ 形式的优异机械性能. 添加多壁碳纳米管 (MWCNT) 进一步增强这些特性,提高弹性模量和产量应力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 隔离性聚烯 (iPP) 由于独特的非平行链条排列,在其正方形 γ 形式中表现出增强的机械性能.
- 具有多壁碳纳米管 (MWCNT) 的 iPP 纳米复合材料和有机修饰的蒙莫里隆石具有提高材料性能的潜力.
研究的目的:
- 研究含有MWCNT和有机改性蒙特莫里隆石的iPP纳米复合材料的机械性能.
- 探索高压结晶对 γ-iPP 阶段形成的影响及其对机械特性的影响.
主要方法:
- 通过化混合来制备iPP纳米复合材料 (1-5重量%MWCNT,5重量%有机改性蒙莫里隆石).
- 在不同的压力下 (1.4 MPa,200 MPa,300 MPa) 使用定制的高压电池结晶整洁的 iPP 和纳米复合材料.
- 使用广角X射线散射 (WAXS),小角X射线散射 (SAXS),差分扫描热量计 (DSC) 和扫描电子显微镜 (SEM) 的结构分析;通过平面应变压缩进行机械测试.
主要成果:
- 高压结晶 (200-300 MPa) 诱导了 γ-iPP 晶体形式的形成,而低压结晶 (1.4 MPa) 则有利于 α 形式.
- 在高压下结晶显著增加了弹性模量,产应力和破裂应力,与α型相比.
- 纳米复合材料中MWCNT的存在进一步增强了这些机械性能,通过MWCNT填充和高压结晶实现了弹性模量,屈服应力和破裂应力增加60-70%.
结论:
- 高压结晶是一种有效的方法,可以获得iPP的机械上优越的γ-形式.
- 将MWCNT纳入iPP,结合高压结晶,导致机械性能得到了大幅改善.
- 这些发现突显了在高压下加工的iPP纳米复合材料的潜力,用于需要增强机械强度的先进材料应用.
