Environmentally-Friendly Fabrication Process and Impact Property of Polypropylene/Inorganic Nanocomposite Materials

聚丙烯/无机纳米复合材料的环保制备工艺及冲击性能

• 批准号: 22760521
• 负责人: TANAHASHI Mitsuru
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22760521/
• 关键词: コロイダルシリカ; ポリプロピレン; 無機塩; ナノコンポジット; 粒子凝集体; 分散; 結晶組織; 耐衝撃特性; ナノ粒子; 凝集

Relation between crystalline morphology and impact property of polypropylene(PP)/inorganic filler nanocomposites fabricated by the simple method without any hydrophobic treatment of filler surfaces was investigated. Up to 5 vol% 190-nm silica nanoparticles without surface modification could be dispersed uniformly through mechanical breakdown of loosely packed agglomerates of silica nanoparticles with low fracture strength in a PP melt during direct melt-compounding. When 190-nm silica nanoparticles were used as filler, the Charpy impact strength of the nanocomposites could be obtained to be higher than that of PP without silica addition. The refinement of the crystal grains in the PP matrix by silica nano-dispersion may enlarge the resistance of crack propagation, resulting in the improvement of impact toughness of the nanocomposites. The other effect of nano-silica addition on the improvement of impact toughness was found to be the release of the concentrated strain and the absorption of the impact energy by the void formation around the silica nanoparticles with surfaces exhibiting poor wettability.

研究了聚丙烯（PP）/无机填料纳米复合材料的结晶形态与冲击性能的关系。高达5体积%的190纳米的二氧化硅纳米粒子没有表面改性，可以通过机械破碎的松散包装的二氧化硅纳米粒子的团聚体具有低的断裂强度在PP熔体在直接熔融复合均匀分散。当使用190 nm的SiO2纳米粒子作为填料时，纳米复合材料的夏比冲击强度可以获得高于没有添加SiO2的PP的夏比冲击强度。纳米SiO2的分散细化了PP基体中的晶粒，增大了裂纹扩展的阻力，从而提高了复合材料的冲击韧性。纳米二氧化硅添加对冲击韧性的改善的另一个效果被发现是释放的集中应变和吸收的冲击能量的二氧化硅纳米粒子周围的孔隙形成的表面表现出较差的润湿性。

项目成果

表面非改質シリカ粒子のナノ分散がポリプロピレンの結晶化挙動及び耐衝撃特に及ぼす影響

表面未改性二氧化硅颗粒纳米分散对聚丙烯结晶行为和抗冲击性能的影响

• 发表时间: 2012
• 期刊: 第3回日本複合材料合同会議JCCM-3(JCOM-41/JSCM2012)論文集
• 作者: 冨田竜也;田中智也;棚橋満
• 通讯作者: 棚橋満

水中および高分子中での無機ナノ粒子の分散・凝集制御の基礎と応用 －ブレンド法による種々の樹脂と表面非改質無機フィラーの簡易ナノ複合化－

控制无机纳米粒子在水和聚合物中的分散和聚集的基础和应用 - 使用共混方法简单地纳米复合各种树脂和表面未改性的无机填料 -

• 作者: Tatsuya Wakako;Kazuki Asai;and Mitsuru Tanahashi;棚橋満;棚橋満
• 通讯作者: 棚橋満

溶融混練・溶液混合法によるプラスチック材料との簡易ナノ複合化技術-水中および高分子中での無機ナノ粒子の分散・凝集制御の基礎と応用-

使用熔融捏合和溶液混合方法的塑料材料简单纳米复合材料技术 - 控制无机纳米粒子在水和聚合物中分散和聚集的基础和应用 -

• 发表时间: 2011
• 作者: 田中智也;棚橋満;棚橋満
• 通讯作者: 棚橋満

微粒子分散・凝集制御の基礎と実務上の適用ポイント －表面非改質ナノフィラーを高分子材料中へ分散させるテクニック－

细颗粒分散和团聚控制的基础知识及实际应用点 - 将表面未改性的纳米填料分散到聚合物材料中的技术 -

• 作者: Tatsuya Wakako;Kazuki Asai;and Mitsuru Tanahashi;棚橋満
• 通讯作者: 棚橋満

表面非改質シリカ粒子のナノ分散がポリプロピレンの結晶化挙動及び耐衝撃特性に及ぼす影響

表面未改性二氧化硅颗粒纳米分散体对聚丙烯结晶行为和抗冲击性能的影响

• 发表时间: 2012
• 期刊: 第3回日本複合材料合同会議JCCM-3(JCOM-41/JSCM2012)論文集
• 作者: 冨田竜也;田中智也;棚橋満
• 通讯作者: 棚橋満