Ve srovnání s tradičními materiály mají nové polymerem zpevněné kompozity široké spektrum aplikací v oblasti letectví, armády, obrany, automobilového průmyslu, lodního stavitelství, zdravotnického vybavení, sportovního vybavení a dalších polí vzhledem k nízké hmotnosti, vysoké pevnosti a vynikajícímu komplexnímu výkonu. Polypropylen (PP), jedna z pěti univerzálních termoplastických pryskyřic, je druhým pouze polyethylenem a polyvinylchloridem a stal se nejrychleji rostoucím univerzálním plastovým materiálem. Nicméně PP má stále určité nedostatky, jako je vysoké smrštění během zpracování, nízká houževnatost a rázová síla při nízkých teplotách a stárnutí. Díky neustálému zlepšování komplexních mechanických vlastností materiálů v nových aplikacích a příležitostech se vývoj nových vysoce výkonných polypropylenových kompozitních materiálů stal důležitým výzkumným obsahem v této oblasti.
α Schéma přípravy nových polypropylenových kompozitů modifikací nukleačního činidla řady α kombinovaného s vyztužením ze skleněných vláken
Schematický diagram mechanismu nukleačního činidla regulujícího krystalizační chování v kombinaci s vyztužením ze skelných vláken pro zvýšení adheze mezi vláknem a matricovou pryskyřicí
Inspirován zesílením vláken a zpevněním materiálů pro bio-kostní transformaci fází, výzkumný tým Zhang Yagang z odboru chemie zdrojů Xinjiang Institute of Physics and Chemistry (Čínská akademie věd) tvořivě kombinoval látku vyztuženou vlákny a nukleačním činidlem ke kontrole krystalizace chování polypropylenu. Nový přístup k novým polypropylenovým kompozitům. Metoda je tvořena dvoustupňovým procesem z polypropylenu, kompatibilizátoru, skleněného vlákna, nukleačního činidla a antioxidantu. Nejprve se použije nukleační činidlo pro vyvolání nukleace polypropylenu a potom se skleněná vlákna kombinují se skleněnými vlákny pro další zpracování. Vylepšená metoda řeší problém přímého míchání polypropylenu s nukleačním činidlem a vláknem v tradiční metodě. Díky zavedení skleněných vláken jako cizí nečistoty nemůže nukleační činidlo účinně vyvíjet svou funkci regulace krystalizačního chování polypropylenu. .
Poprvé výzkumné práce systematicky zkoumaly vliv různých nukleačních činidel α a skleněných vláken na přípravu polypropylenových kompozitů. Současně byl zkoumán účinek koncentrace nukleačního činidla na mechanické vlastnosti polypropylenových kompozitů. PP dosahuje tuhého vyrovnání alfa nukleačního činidla / kombinace skleněných vláken a nejlepšího složení. Související výsledky výzkumu byly nedávno zveřejněny v mezinárodním žurnálu Journal of Applied Polymer Science.
Navíc výzkumníci také poprvé zkoumali účinky skleněných vláknových struktur a krystalizačních vlastností nukleačních činidel β na krystalizační chování a mechanické vlastnosti modifikovaných PP v polypropylenových kompozitech. Bylo zjištěno, že mechanismus adheze mezi vyztužujícím vláknem a matricovou pryskyřicí je schopen kompenzovat ztrátu tuhosti PP modifikací nukleačního činidla β a výrazně zlepšit jeho komplexní mechanické vlastnosti. Relevantní výsledky výzkumu byly nedávno zveřejněny v mezinárodním časopise Progress of the Royal Society of Chemistry (RSCAdvances).
Výsledek výzkumu "způsob přípravy polypropylenového kompozitního materiálu" se uplatnil v případě národního patentu. Tato metoda kombinuje krystalizační chování dvou sérií nukleačních činidel α a β se skleněnými vlákny za vzniku vysoce výkonného polypropylenového kompozitního materiálu. Byly připraveny polypropylenové kompozity s vyváženou tuhostí a houževnatostí, které poskytly nový nápad a metodu navrhování nových polypropylenových kompozitů.
