GEP-PE原位微纖化共混物形態(tài)與流變性能研究.pdf

1、通用塑料高性能化是當前及今后較長一段時間內高分子材料科學與工程領域的重要的研究課題。高分子的共混和合金是改善塑料性能的有效的方法之一，共混物中分散相形態(tài)又是影響材料最終力學性能的重要因素，纖維的形態(tài)更有利于分散向傳遞載荷達到增強的目的。在課題組前期的研究工作中發(fā)現，通過熱拉伸的方法使通用工程塑料(GEP)在通用塑料PO如聚乙烯PE、聚丙烯PP等中形成了良好的微纖形態(tài)，相對于普通共混物來說原位微纖復合材料(in-situmicrofibr

2、illar reinforced composite，MRC)得到了明顯的增強的效果。此外，這種原位微纖復合材料還有望成為解決目前塑料回收的良好方法。盡管前期的工作中對于微纖化共混物的力學性能、結晶性能等作了較為系統(tǒng)的研究，但是，對微纖化共混物的流變特性至今為止仍然了解較少。然而，研究材料的流變行為對材料的加工性能和指導材料的工藝參數設定具有重要的指導意義，此外，微纖化共混物的流變性能又和微纖的形態(tài)和性質密切相關，對流變性能的研究可以更

3、好的理解共混物在不同條件下的微觀結構。本論文通過“熔融擠出一熱拉伸一淬冷"的方法，制備了以高密度聚乙烯(HDPE)為基體相，分別以通用工程塑料聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和PET／彈性體HT共混物為微纖相的原位微纖化共混物，對微纖化共混物的形態(tài)和流變性能進行了較為系統(tǒng)的研究。主要的結果如下： (1)對PC／HDPE和PET／HDPE微纖化共混物進行了形態(tài)的觀察。盡管PC 和HDPE基體具有較大的粘度

4、比，而一般的認為低粘度比有利于分散相成纖，但經過熱拉伸后PC相仍然形成了較好的微纖形態(tài)。在擠出熱拉伸過程中，由于口模壁處的剪切力較大，使得PC微纖的形態(tài)在厚度方向上呈不均勻的梯度分布：表層的微纖數量少，直徑較小，芯層處的微纖較多，直徑分布較大。對于PC／HDPE和PET／HDPE來說，隨著分散相含量的增加微纖的直徑略有增大，微纖數目明顯的增加，且直徑分布變寬。隨著熱拉伸比的增加，微纖的直徑略有下降的趨勢。(2)對結晶／結晶型(PET／H

5、DPE)和無定型／結晶型(PC／HDPE)微纖化共混物的穩(wěn)態(tài)流變性能進行對比研究發(fā)現，PET和PC微纖對體系的流變性能有不同的影響。對于PET和PC微纖，含量的增加都會使共混物的粘度增大，且含量和粘度之間滿足線性關系，但是，在相同的含量下PET微纖對體系粘度增加作用高于PC微纖。有趣的事，熱拉伸比對PET／HDPE和PC／HDPE微纖化共混物的粘度有相反的影響，相對于未經過熱拉伸的普通共混物來說，PET／HDPE微纖化共混物具有更高的粘

6、度，而PC／HDPE微纖化共混物的粘度較低，這主要是由于PET和PC微纖在測試溫度下不同的凝聚態(tài)結構引起的。此外，在對PET／HDPE的動態(tài)流變測試中發(fā)現，當PET微纖的含量的增加至20vol％，微纖化共混物在低頻區(qū)出現了末端區(qū)效應，表現出似固體的熔體性質，表明了微纖在HDPE基體中形成了網絡結構。 (3)將PET和具有較好相容性的熱塑性彈性體HT共混，得到了具有不同彈性模量PET／HT共混物，發(fā)現HT相在PET中呈納米尺度的分