聚丙烯碳基納米復合材料微尺度流變實驗研究.pdf

1、隨著聚合物加工成型技術向著高精密化和微型化的趨勢發(fā)展，聚合物在帶有微尺寸流道中的流變行為的實驗研究已成為聚合物加工流變學的重要方向。微尺度下熔體的流動具有表體比高、熔體壓力大、剪切速率高等特點。因此微尺度流變學的研究集中于材料的黏度尺度效應、壓力敏感性以及材料的界面滑移等。然而目前關于微尺度流變的研究對象多為常見聚合物，未涉及聚合物基復合材料。因此本文通過熔融共混的方法以納米級別的炭黑(CB)、多壁碳納米管(CNT)和石墨烯微片(GNP

2、)填充熱塑性塑料聚丙烯(PP)制備納米復合材料，并對其動態(tài)黏彈性，多尺度流道中黏度尺寸依賴性以及基于PVT（壓力-比容-溫度）特性的黏度壓力敏感性進行了實驗研究。
　　利用旋轉(zhuǎn)流變儀在振蕩模式的小幅應變條件下對納米復合材料的動態(tài)模量、損耗因子和復數(shù)黏度在內(nèi)的動態(tài)流變特性參數(shù)進行測量，發(fā)現(xiàn)制備材料的模量和黏度在低應變速率區(qū)域?qū)呙桀l率具有很強的關聯(lián)性且均隨著納米粒子質(zhì)量分數(shù)的增加呈現(xiàn)遞增趨勢。然而三種納米填料復合材料體系中質(zhì)量分數(shù)超

3、過2％時才會明顯比PP模量大，PP/CNT在CNT質(zhì)量分數(shù)達到2％時會發(fā)生流變閾滲效應。
　　在毛細管流變儀中對三種復合材料流經(jīng)不同直徑口模中的流變實驗中發(fā)現(xiàn)，在剪切速率和加熱溫度相同的條件下，小尺寸口模中的黏度要小于大尺寸口模中的黏度。以不同口模中所對應的熔體黏度偏差百分比表征黏度尺度效應的強弱。三種復合材料均隨納米粒子含量的增加黏度尺度效應有減小的趨勢，提高熔體溫度則會導致材料的黏度尺度效應的增強而剪切作用加強則會弱化黏度尺度