纳米SiO2增强HDPE复合材料的力学性能和耐热性能研究

赵玉环

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塑料科技 ›› 2024, Vol. 52 ›› Issue (02) : 40-43. DOI: 10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.02.008
理论与研究

纳米SiO2增强HDPE复合材料的力学性能和耐热性能研究

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Study on Mechanical Properties and Heat Resistance Properties of Nano-SiO2 Reinforced HDPE Composites

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摘要

文章利用硅烷偶联剂(KH-570)改性纳米SiO2(nano-SiO2),将nano-SiO2与高密度聚乙烯(HDPE)混合,制备了HDPE/nano-SiO2复合材料。对HDPE/nano-SiO2复合材料的力学性能和耐热性能进行探究。结果表明:KH-570成功接枝到nano-SiO2表面。随着nano-SiO2掺量的增加,HDPE/nano-SiO2复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均先升高后降低。当nano-SiO2掺量为3%时,HDPE/3%nano-SiO2复合材料的力学性能和耐热性能达到最优,其拉伸强度、弯曲强度和抗冲击强度,分别达到39.6 MPa、32.5 MPa和16.9 kJ/m2,比纯HDPE分别提高了73.7%、59.3%和36.3%。HDPE/3%nano-SiO2复合材料的初始热分解温度比纯HDPE提高了101 ℃,质量保留率为6.2%。

Abstract

The HDPE/nano-SiO2 composites were prepared using silane coupling agent (KH-570) to modify nano-SiO2 and mix nano-SiO2 with high-density polyethylene (HDPE). The mechanical properties and heat resistance of HDPE/nano-SiO2 composites were explored. The results showed that KH-570 was successfully grafted onto the surface of nano-SiO2. With the increase of nano-SiO2 content, the tensile strength, flexural strength and impact strength of HDPE/nano-SiO2 composites first increased and then decreased. When the nano-SiO2 content is 3%, the mechanical properties and heat resistance of HDPE/3%nano-SiO2 composites reach the best, and their tensile strength, bending strength and impact strength reach 39.6 MPa, 32.5 MPa and 16.9 kJ/m2, respectively, which are 73.7%, 59.3% and 36.3% higher than those of pure HDPE, respectively, and the initial thermal decomposition temperature of HDPE/3%nano-SiO2 composites is increased by 101 ℃ compared with pure HDPE, the quality retention rate of HDPE/3%nano-SiO2 is 6.2%.

关键词

纳米SiO2 / 高密度聚乙烯 / 力学性能 / 耐热性能

Key words

Nano-SiO2 / High density polyethylene / Mechanical properties / Heat resistance

中图分类号

TB332

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赵玉环. 纳米SiO2增强HDPE复合材料的力学性能和耐热性能研究. 塑料科技. 2024, 52(02): 40-43 https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.02.008
ZHAO Yu-huan. Study on Mechanical Properties and Heat Resistance Properties of Nano-SiO2 Reinforced HDPE Composites[J]. Plastics Science and Technology. 2024, 52(02): 40-43 https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.02.008

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