PPgMA/蒙脫土以及LLDPE/蒙脫土奈米複合材料之製備與機械性質、熱性質研究

Abstract

本研究是利用熔融插層法的混煉方法，使用改質聚丙烯(PPgMA)以及線性低密度聚乙烯(LLDPE)作為基材，分別添加蒙脫土(MMT)作為增強材。其中，針對LLDPE使用馬來酐(MA)作為介面活性劑，使具有極性後再添加起始劑-過氧化二異丙苯(DCP)來接枝改質。探討藉由添加不同重量百分比(1、3、5 wt%)的MMT與DCP，經由塑譜儀混煉後再熱壓的方式，分別製備出PPgMA/ MMT以及LLDPE/ MMT之高分子黏土奈米複材(PCN)試片，進行研究機械性質(拉伸、衝擊、硬度、耐磨耗)與熱性質，再經由掃描式電子顯微鏡(TEM)觀察衝擊破斷面與磨耗表面，以決定出最佳化處理配方與加工參數。 研究結果發現在PPgMA/MMT奈米複材中，硬度在1wt%時有明顯提升，3與5 wt%開始下降，但是抗拉強度隨著硬度增加而下降，此結果與一般認知的軟而軔之性質有所不同。在LLDPE/MA/MMT/DCP 耐衝擊方面，結果顯示耐衝擊吸收能量分別為 -2.58 %（1.0 wt%）、-12.77%（3.0 wt%）、-38.30 %（5.0 wt%）。LLDPE/MA/MMT/DCP其耐衝擊程度，隨著MMT含量增加而呈現下降的趨勢。 另外在熱分析方面，PPgMA添加MMT可使熱焓值有所增加，其熱焓分別為91.17 J/g (1 wt%)、73.74 J/g (3 wt%)、99.94 J/g (5 wt%)，熱焓增幅最高於5 wt% MMT可達8.75%。在LLDPE基材之熱焓為42.48 J/g，然而在添加MMT之後，使熱焓降低，分別為37.97 J/g ( 1 wt%)、42.81 J/g ( 3 wt%)、5.406 J/g ( 5 wt%)，在添加MMT 至5 wt%時，熱焓增幅與LLDPE相比後為-0.87%。