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华东理工大学大学材料科学与工程学院2005级本科 生毕业论文答辩
PET/PP复合材料的结构和性能
答辩人：张志飞 指导老师：吴驰飞
PET/PP复合材料的结构与性能
毕 业 论 文 答 辩
简 介 Introduction
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
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
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。
PET/PP复合材料的结构和性能
毕 业 论 文 答 辩
结 论
Conclusion
为节约增容剂成 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 本，在保证性能 的前提下，6份 配比的MA-mPOE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。
样品
冲击强度 （kJ/m2） 32.6±3.4 29.8±1.3 28.0±0.3 20.4±1.0 14.9±1.0 拉伸强度 （MPa） 37.6±0.3 38.9±0.9 41.7±0.5 49.1±1.1 51.1±1.8 断裂生长率 （%） 48.0±22.3 74.7±30.6 158.7±20.3 17.8±5.0 14.0±2.1 弯曲强度 （MPa） 56.9±2.3 59.6±0.4 62.7±1.8 72.2±1.2 73.0±0.8 弯曲模量 （MPa） 1682.5±51.6 1760.7±25.3 1868.4±10.1 2009.3±24.2 2021.0±40.8
样品 原料共聚PP 冲击强度 （kJ/m2） 29.4 拉伸强度 （MPa） 24.8 断裂生长率 （%） 130 弯曲强度 （MPa） 30.7 弯曲模量 （MPa） 995.1
原料PET
PET/PP (90/10) PET/PP (80/20) PET/PP (70/30) PET/PP (60/40)
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
PP、PET、PET/PP(80/20)和PET/PP/mPOE(72/18/10)结晶性能
PP sample PP PET PET/PP(80/20) PET/PP/mPOE (72/18/10) Tc (oC) 117.1 Δ Hc (J/g) 82.1 Wc1/2 (℃) 4.5 t1/2 (s) 30.5 207.5 122.8 119.1 73.8 69.2 2.9 5.3 15.9 28.4 202.5 199.8 39.1 37.2 32.8 7.2 8.4 6.0 31.4 40.5 33.1 Tc (oC) PET Δ Hc (J/g) Wc1/2 (℃) t1/2 (s)
Background
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
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
Background
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。
Result & Discuss
Biblioteka Baidu
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。
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
不同配方PET/PP简单二元共混物的力学性能
8.3
13.5 9.6 11.3 12.2
52.6
47.7 41.5 38.9 36.4
3.6
20.5 2.3 1.6 1.9
84.7
70.1 63.2 56.5 51.1
2472.8
2013.7 1944.2 1670.3 1597.3
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。
Xc (%)
21.3 20.6 21.6 19.0
PP的熔融温度基本不随配方而变化，而PET随着 PP含量的增加，熔融峰的双峰逐渐明显。
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
PP的熔融温度基本不随配方而 变化，而PET随着PP含量的增加， 熔融峰的双峰逐渐明显。
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
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
PP sample 81/9/10 72/18/10 63/27/10 54/36/10 Tc (oC) 117.5 119.1 122.3 122.9 Δ Hc (J/g) 86.1 69.2 78.0 73.7 Wc1/2 (℃) 5.6 5.3 5.6 5.4 t1/2 （ s） 25.9 28.4 26.6 24.9 Tc (oC) 202.9 199.8 199.4 196.9 Δ Hc (J/g) 35.6 32.8 34.3 32.0 PET Wc1/2 (℃) 6.6 6.0 6.0 7.4 t1/2 （ s） 36.9 33.1 34.7 43.3
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
纯PP、纯PET及不同配比的PET/PP/mPOE共混物的力学性能
样品 PET/PP/mPOE (81/9/10) PET/PP/mPOE (72/18/10) PET/PP/mPOE (63/27/10) PET/PP/mPOE (54/36/10) 冲击强度 （KJ/m2） 22.2 23.9 22.7 21.4 拉伸强度 （MPa） 37.6 34.4 32.8 31.4 断裂生长率（%） 74 76 120 89 弯曲强度 （MPa） 56.9 53.5 48.9 45.8 弯曲模量 （MPa） 1682.0 1568.3 1479.9 1395.7
创 新 性
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
PET/PP复合材料的结构与性能
毕 业 论 文 答 辩
实验
Experiment
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。
PET/PP复合材料的结构与性能
毕 业 论 文 答 辩
框 架
Scheme
研究背景
实验方法
结果与讨论
结论
研究背景
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
干燥4h
不同配比 混合
挤出
结构与性能分析
注塑
干燥
造粒
物性测试与结构表征
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
分散相和基体之 间有明显的孔洞 和缝隙。
PET/PP(80/20)
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
（1）聚对苯二甲酸 乙二酯（PET）回收 M = 4.63×104， 瓶片： η = 0.7852dL/g。 （2）POE-g-GMA： GMA接枝率2.0%。 （3）共聚PP
w
PET/PP复合材料的结构与性能
毕 业 论 文 答 辩
实验
Experiment
称量PP 称量PET瓶片 称量POE-g-GMA
随着PP含量的增加，PP的结晶温度逐渐增大，而 相对的， PET的结晶温度不断减小。
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
随着PP含量的增加，PP的结晶温 度逐渐增大，而相对的， PET的 结晶温度不断减小。
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
PET/PP/mPOE(81/9/10) PET/PP/mPOE(83/9/8) PET/PP/mPOE(85/9/6) PET/PP/mPOE(87/9/4) PET/PP/mPOE(89/9/2)
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。
PP结晶温度先增大后减小，PET结晶温度增大
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
PP结晶温度先增大后减小， PET结晶温度增大
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
PP、PET、PET/PP(80/20)和PET/PP/mPOE(72/18/10)熔融性能
PET/PP 复合材料结构与性能
毕 业 论 文 答 辩
实验
Experiment
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.
结果与讨论
Result & Discuss
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
sample 81/9/10 72/18/10 63/27/10 54/36/10
PET Xc (%)
35.7 31.4 34.0 32.2
Tm (oC)
163.6 163.5 164.2 165.0
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。
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
不同配方PET/PP/mPOE的力学性能
Δ Hm (J/g)
74.6 65.6 71.0 67.5
Tcc (oC)
122.6 124.8 124.9 126.3
Tm(I) (oC)
247.1 244.1 243.3 243.7
Tm(II) (oC)
250.7 251.1 250.7 250.2
Δ Hm (J/g)
30.8 29.9 31.2 27.5
PP PET PET/PP(80/20) PET/PP/mPOE (72/18/10)
PP的熔融温度基本不变，而PET的由b-c-d双熔融 峰逐渐明显，而且完善的结晶的熔融峰的焓增大。
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
PP的熔融温度基本不变，而PET的 由b-c-d双熔融峰逐渐明显，而且完 善的结晶的熔融峰的焓增大。
PP sample Tm (oC) 166.9 164.8 163.5 Δ Hm (J/g) 69.8 65.8 65.6 Xc (℃) 33.4 121.2 31.5 31.4 127.6 124.8 247.8 246.4 244.1 250.9 251.1 33.8 33.8 29.9 23.4 23.4 20.6 Tcc (s) Tm(I) (oC) PET Tm(II) (oC) Δ Hm (J/g) Xc (%)
PET/PP复合材料的结构和性能
答辩人：张志飞 指导老师：吴驰飞
PET/PP复合材料的结构与性能
毕 业 论 文 答 辩
简 介 Introduction
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
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
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。
PET/PP复合材料的结构和性能
毕 业 论 文 答 辩
结 论
Conclusion
为节约增容剂成 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 本，在保证性能 的前提下，6份 配比的MA-mPOE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。
样品
冲击强度 （kJ/m2） 32.6±3.4 29.8±1.3 28.0±0.3 20.4±1.0 14.9±1.0 拉伸强度 （MPa） 37.6±0.3 38.9±0.9 41.7±0.5 49.1±1.1 51.1±1.8 断裂生长率 （%） 48.0±22.3 74.7±30.6 158.7±20.3 17.8±5.0 14.0±2.1 弯曲强度 （MPa） 56.9±2.3 59.6±0.4 62.7±1.8 72.2±1.2 73.0±0.8 弯曲模量 （MPa） 1682.5±51.6 1760.7±25.3 1868.4±10.1 2009.3±24.2 2021.0±40.8
样品 原料共聚PP 冲击强度 （kJ/m2） 29.4 拉伸强度 （MPa） 24.8 断裂生长率 （%） 130 弯曲强度 （MPa） 30.7 弯曲模量 （MPa） 995.1
原料PET
PET/PP (90/10) PET/PP (80/20) PET/PP (70/30) PET/PP (60/40)
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
PP、PET、PET/PP(80/20)和PET/PP/mPOE(72/18/10)结晶性能
PP sample PP PET PET/PP(80/20) PET/PP/mPOE (72/18/10) Tc (oC) 117.1 Δ Hc (J/g) 82.1 Wc1/2 (℃) 4.5 t1/2 (s) 30.5 207.5 122.8 119.1 73.8 69.2 2.9 5.3 15.9 28.4 202.5 199.8 39.1 37.2 32.8 7.2 8.4 6.0 31.4 40.5 33.1 Tc (oC) PET Δ Hc (J/g) Wc1/2 (℃) t1/2 (s)
Background
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
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
Background
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。
Result & Discuss
Biblioteka Baidu
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。
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
不同配方PET/PP简单二元共混物的力学性能
8.3
13.5 9.6 11.3 12.2
52.6
47.7 41.5 38.9 36.4
3.6
20.5 2.3 1.6 1.9
84.7
70.1 63.2 56.5 51.1
2472.8
2013.7 1944.2 1670.3 1597.3
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。
Xc (%)
21.3 20.6 21.6 19.0
PP的熔融温度基本不随配方而变化，而PET随着 PP含量的增加，熔融峰的双峰逐渐明显。
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
PP的熔融温度基本不随配方而 变化，而PET随着PP含量的增加， 熔融峰的双峰逐渐明显。
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
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
PP sample 81/9/10 72/18/10 63/27/10 54/36/10 Tc (oC) 117.5 119.1 122.3 122.9 Δ Hc (J/g) 86.1 69.2 78.0 73.7 Wc1/2 (℃) 5.6 5.3 5.6 5.4 t1/2 （ s） 25.9 28.4 26.6 24.9 Tc (oC) 202.9 199.8 199.4 196.9 Δ Hc (J/g) 35.6 32.8 34.3 32.0 PET Wc1/2 (℃) 6.6 6.0 6.0 7.4 t1/2 （ s） 36.9 33.1 34.7 43.3
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
纯PP、纯PET及不同配比的PET/PP/mPOE共混物的力学性能
样品 PET/PP/mPOE (81/9/10) PET/PP/mPOE (72/18/10) PET/PP/mPOE (63/27/10) PET/PP/mPOE (54/36/10) 冲击强度 （KJ/m2） 22.2 23.9 22.7 21.4 拉伸强度 （MPa） 37.6 34.4 32.8 31.4 断裂生长率（%） 74 76 120 89 弯曲强度 （MPa） 56.9 53.5 48.9 45.8 弯曲模量 （MPa） 1682.0 1568.3 1479.9 1395.7
创 新 性
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
PET/PP复合材料的结构与性能
毕 业 论 文 答 辩
实验
Experiment
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。
PET/PP复合材料的结构与性能
毕 业 论 文 答 辩
框 架
Scheme
研究背景
实验方法
结果与讨论
结论
研究背景
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
干燥4h
不同配比 混合
挤出
结构与性能分析
注塑
干燥
造粒
物性测试与结构表征
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
分散相和基体之 间有明显的孔洞 和缝隙。
PET/PP(80/20)
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
（1）聚对苯二甲酸 乙二酯（PET）回收 M = 4.63×104， 瓶片： η = 0.7852dL/g。 （2）POE-g-GMA： GMA接枝率2.0%。 （3）共聚PP
w
PET/PP复合材料的结构与性能
毕 业 论 文 答 辩
实验
Experiment
称量PP 称量PET瓶片 称量POE-g-GMA
随着PP含量的增加，PP的结晶温度逐渐增大，而 相对的， PET的结晶温度不断减小。
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
随着PP含量的增加，PP的结晶温 度逐渐增大，而相对的， PET的 结晶温度不断减小。
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
PET/PP/mPOE(81/9/10) PET/PP/mPOE(83/9/8) PET/PP/mPOE(85/9/6) PET/PP/mPOE(87/9/4) PET/PP/mPOE(89/9/2)
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。
PP结晶温度先增大后减小，PET结晶温度增大
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
PP结晶温度先增大后减小， PET结晶温度增大
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
PP、PET、PET/PP(80/20)和PET/PP/mPOE(72/18/10)熔融性能
PET/PP 复合材料结构与性能
毕 业 论 文 答 辩
实验
Experiment
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.
结果与讨论
Result & Discuss
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
sample 81/9/10 72/18/10 63/27/10 54/36/10
PET Xc (%)
35.7 31.4 34.0 32.2
Tm (oC)
163.6 163.5 164.2 165.0
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。
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
不同配方PET/PP/mPOE的力学性能
Δ Hm (J/g)
74.6 65.6 71.0 67.5
Tcc (oC)
122.6 124.8 124.9 126.3
Tm(I) (oC)
247.1 244.1 243.3 243.7
Tm(II) (oC)
250.7 251.1 250.7 250.2
Δ Hm (J/g)
30.8 29.9 31.2 27.5
PP PET PET/PP(80/20) PET/PP/mPOE (72/18/10)
PP的熔融温度基本不变，而PET的由b-c-d双熔融 峰逐渐明显，而且完善的结晶的熔融峰的焓增大。
PET/PP复合材料的结构与性能 毕 业 论 文 答 辩
结果与讨论
Result & Discuss
PP的熔融温度基本不变，而PET的 由b-c-d双熔融峰逐渐明显，而且完 善的结晶的熔融峰的焓增大。
PP sample Tm (oC) 166.9 164.8 163.5 Δ Hm (J/g) 69.8 65.8 65.6 Xc (℃) 33.4 121.2 31.5 31.4 127.6 124.8 247.8 246.4 244.1 250.9 251.1 33.8 33.8 29.9 23.4 23.4 20.6 Tcc (s) Tm(I) (oC) PET Tm(II) (oC) Δ Hm (J/g) Xc (%)