Em comparação com os materiais tradicionais, os novos compósitos poliméricos reforçados com fibra têm uma ampla gama de aplicações nos setores aeroespacial, militar, defesa, automotivo, naval, equipamentos médicos, equipamentos esportivos e outros campos devido ao seu peso leve, alta resistência e excelente desempenho abrangente. O polipropileno (PP), uma das cinco resinas termoplásticas de uso geral, perde apenas para polietileno e policloreto de vinila e se tornou o plástico de uso geral de mais rápido crescimento. No entanto, o PP ainda apresenta algumas deficiências, como alto encolhimento durante o processamento, baixa tenacidade e resistência ao impacto em baixas temperaturas e envelhecimento. Com a melhoria contínua das propriedades mecânicas abrangentes dos materiais em novos campos e ocasiões de aplicação, o desenvolvimento de novos materiais compósitos de polipropileno de alto desempenho tornou-se um importante conteúdo de pesquisa neste campo.
Diagrama esquemático de preparação de novos compósitos de polipropileno por modificação do agente nucleante da série α combinado com reforço de fibra de vidro
β Diagrama esquemático do mecanismo do agente de nucleação que regula o comportamento de cristalização combinado com o reforço de fibra de vidro para aumentar a adesão entre a resina de fibra e matriz
Inspirado pelo reforço de fibra e endurecimento de transformação de fase de materiais de substituição de bio-osso, Zhang Yagang Research Team do Departamento de Química de Recursos, Instituto Xinjiang de Física e Química, Academia Chinesa de Ciências combinou criativamente o agente reforçado com fibra e nucleação para controlar a cristalização comportamento do polipropileno. Uma nova abordagem para novos compósitos de polipropileno. O método é formado por um processo de duas etapas de polipropileno, um compatibilizador, uma fibra de vidro, um agente de nucleação e um antioxidante. Primeiro, um agente de nucleação é utilizado para induzir a nucleação do polipropileno e, em seguida, a fibra de vidro é combinada com a fibra de vidro para posterior processamento. O método melhorado resolve o problema da mistura direta de polipropileno com agente de nucleação e fibra no método tradicional. Devido à introdução da fibra de vidro como uma impureza estranha, o agente nucleante não pode exercer efetivamente sua função de regular o comportamento de cristalização do polipropileno. .
Pela primeira vez, o trabalho de pesquisa estudou sistematicamente o efeito de diferentes sistemas de compostos de nucleação de α e fibra de vidro na preparação de compósitos de polipropileno. Ao mesmo tempo, investigou-se o efeito da concentração do agente nucleante nas propriedades mecânicas dos compósitos de polipropileno. O PP alcança um sistema de combinação de agente de nucleação alfa / fibra de vidro de equilíbrio difícil e a melhor formulação. Os resultados de pesquisas relacionadas foram publicados recentemente na revista internacional Journal of Applied Polymer Science.
Além disso, os pesquisadores também examinaram pela primeira vez os efeitos da fibra de vidro reforçada e o comportamento de cristalização do agente nucleante β no comportamento de cristalização e nas propriedades mecânicas do PP modificado em compósitos de polipropileno. Verificou-se que o mecanismo da adesão entre a fibra de reforço e a resina da matriz é capaz de compensar a perda da rigidez do PP pela modificação do agente de nucleação β e melhora muito as suas propriedades mecânicas abrangentes. Os resultados relevantes da pesquisa foram publicados recentemente na revista internacional Progress, da Royal Society of Chemistry (RSCAdvances).
O resultado da pesquisa "um método de preparação de material composto de polipropileno" solicitou uma patente de invenção nacional. Este método combina o comportamento de cristalização de duas séries de agentes de nucleação α e β com fibra de vidro para formar um material composto de polipropileno de alto desempenho. Compósitos de polipropileno com rigidez e tenacidade balanceada foram preparados, o que forneceu uma nova idéia e método para projetar novos compostos de polipropileno.
