熱塑性聚烯烴和尼龍的增韌改性及其結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、熱塑性聚烯烴和尼龍(PA)都是缺口敏感性聚合物，眾所周知，聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)因其良好的加工性能及價(jià)格相對(duì)低廉而得到了廣泛應(yīng)用，但剛性和韌性的不足限制了它們?cè)诠こ填I(lǐng)域的應(yīng)用，PA是目前應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)工程塑料，由于吸水率大，穩(wěn)定性差和缺口敏感，在工程應(yīng)用中受到一定程度的限制。因此，提高PP、PE和PA的剛性和韌性就成為高分子科學(xué)界和工程界的一重要研究課題。本論文主要開(kāi)展以下四個(gè)方面的工作：采用過(guò)氧化二異丙苯(DCP)降解PP，

2、研究了三元乙丙橡膠(EPDM)增韌降解PP的結(jié)構(gòu)與性能；剛性粒子玻璃微珠(GB)和納米二氧化硅(SiO2)增韌PE的性能；ABS增韌PA6的結(jié)構(gòu)與性能；抗沖改性劑乙烯-1-辛烯共聚物(POE)接枝甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯(GMA)POE-g-GMA的制備及其對(duì)PA66的增韌。得到的主要結(jié)果有：
　　 1.采用DCP對(duì)PP進(jìn)行降解，制備了降解PP/EPDM共混物。通過(guò)測(cè)試不同溫度下共混體系沖擊強(qiáng)度，研究了降解PP/EPDM共混體系脆韌轉(zhuǎn)

3、變規(guī)律，得到了共混體系在脆韌轉(zhuǎn)變點(diǎn)脆韌轉(zhuǎn)變溫度與EPDM含量關(guān)系。發(fā)現(xiàn)溫度和EPDM含量對(duì)共混物的韌性和脆韌轉(zhuǎn)變的影響是等效的，增加EPDM含量可以降低體系脆韌轉(zhuǎn)變的溫度。得到了共混體系在脆韌轉(zhuǎn)變點(diǎn)臨界粒子間距IDc與溫度的關(guān)系，與彈性體增韌聚合物類(lèi)似。SEM觀察表明分散相在基體中分布均勻。常溫下共混物的拉伸強(qiáng)度隨著EPDM含量的增加而降低，斷裂伸長(zhǎng)率在EPDM含量0-12％內(nèi)增加，超過(guò)12%后則減小。DSC、WAXD等研究結(jié)果表明，降

4、解PP以均相成核的三維球晶方式生長(zhǎng)，EPDM含量影響降解PP的結(jié)晶形態(tài)，影響晶粒的尺寸分布。
　　 2.用GB和納米SiO2增韌PE，通過(guò)Izod缺口沖擊強(qiáng)度測(cè)試、拉伸強(qiáng)度測(cè)試和掃描電子顯微鏡觀察，研究了偶聯(lián)劑處理、基體韌性和剛性粒子用量等因素對(duì)剛性粒子增韌PE共混體系微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響。發(fā)現(xiàn)偶聯(lián)劑可以明顯改善GB和納米SiO2在PE基體中的分散。剛性粒子用量有一臨界值，HDPE/GB共混體系臨界值是25%，納米SiO2體系是

5、3%，可見(jiàn)粒徑越小填充量越小。從共混物沖擊斷面微觀形貌可以看出共混物的沖擊呈現(xiàn)韌性斷裂，出現(xiàn)明顯的塑性形變。
　　 3.用ABS增韌nylon-6，以馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯和環(huán)氧樹(shù)脂為增容劑，用雙螺桿擠出機(jī)制備nylon6/ABS共混物，通過(guò)扭矩測(cè)試、力學(xué)性能測(cè)試、微觀形態(tài)分析和DSC分析，得出結(jié)論：增容劑環(huán)氧樹(shù)脂和MAP能夠減小分散相ABS與基體nylon6間的張力，提高nylon6/ABS共混體系的相容性，從而導(dǎo)致分散相ABS的

6、尺寸減小，顯著提高了共混體系的韌性。nylon6/ABS共混體系拉伸強(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度均得到提高，而熱穩(wěn)定性基本沒(méi)變化，達(dá)到了增韌增強(qiáng)目的。
　　 4.以DCP為引發(fā)劑，GMA為活性單體，采用熔融共混法制備抗沖改性劑POE-g-GMA，考察了影響POE-g-GMA接枝率的因素，最終確定出最佳工藝條件為：DCP含量取0.5%，GMA含量在6%，反應(yīng)溫度取170℃，反應(yīng)時(shí)間6-10min。采用最佳工藝制備抗沖改性劑POE-g-GMA