LLDPE及其復合材料形態(tài)、結構與性能研究.pdf

1、線性低密度聚乙烯(LI,DPE)是乙烯與a-烯烴的無規(guī)共聚物,相對高密度聚乙烯(HDPE)和低密度(LDPE)具有一定的優(yōu)越性，近年來它已發(fā)展成為最大的聚烯烴品種之一。為了進一步擴大I，I，DPE的應用范圍，對其進行改性引起了研究者們的關注。對LLDPE的改性研究除了有機共混改性之外，還可利用無機填料進行改性。自20世紀80年代以來發(fā)現(xiàn)無機納米粒子能明顯改善聚合物的性能，已成為當前的研究熱點。然而一方面無機填料的加入可能會提高聚合物材料

2、的某些性能，另一方面可能會犧牲了材料的其他性能，同時使材料的結構復雜化，不便于進行分析和有效利用，因此對LLDPE復合材料結構、性能的研究具有一定的理論和實踐意義。 而目前對LLDPE無機填充改性研究較少，本工作以LLDPE為基體，選取三種不同形態(tài)的填料(納米碳酸鈣、納米蒙脫土、玻璃纖維)利用熔融共混法制備了u,DPE復合材料。結合小角激光散射(SALS)、差示掃描量熱(DSC)、廣角X射線(WAXD)、偏光顯微鏡(PLM)等

3、方法，從橫向和縱向對比、微觀和宏觀角度研究了納米碳酸鈣、納米蒙脫土、玻璃纖維對LLDPE結晶行為、材料形態(tài)結構和性能的影響，主要研究內(nèi)容和相應結果如下： 1．采用小角激光散射(SALS)觀察發(fā)現(xiàn)納米蒙脫土、納米碳酸鈣能縮短 LLDPE的結晶誘導時間，且后者的效果要明顯于前者；納米蒙脫土、納米碳酸鈣均能起到細化晶粒的作用，但過多用量則會破壞LLDPE球晶的形成；利用WAXD研究發(fā)現(xiàn)納米蒙脫土、玻璃纖維沒有改變LLDPE的晶型，微

4、晶尺寸隨著用量的增加而逐漸減小，且玻璃纖維對LLDPE的微晶尺寸的影響最明顯。 2．DSC研究發(fā)現(xiàn)隨著納米碳酸鈣用量的增加，LLDPE的結晶溫度均有所升高，而結晶度有所不同程度的下降。通過對比玻纖、納米蒙脫土及納米碳酸鈣對LLDPE結晶溫度的影響，發(fā)現(xiàn)它們均能提高LLDPE的結晶溫度，且納米碳酸鈣提高程度最大。進一步利用DSC研究了玻纖GF、納米碳酸鈣對LLDPE非等溫結晶行為的影響，并采用Jeziomy法、Mo法和Ozawa法考察了L

5、LDPE、LLDPE/GF5、LLDPE/CaCO<,3>體系的非等溫動力學，結果表明用前兩種方法處理非等溫結晶過程比較理想，而用Ozawa法處理則不太適用。用Jeziomy法求出的參數(shù)zc隨冷卻速率的增加而增加，指數(shù)n值隨降溫速率的增大而略減小，且在1.7～2.6之間變化，同時LLDPE復合材料的zc和n略大于LLDPE的zc和n?？疾炝死烊∠驅LDPE及其復合材料的結晶度、熔點有較大的影響，發(fā)現(xiàn)拉伸后的結晶度均有提高，且在DSC

6、熔融曲線上出現(xiàn)了新的峰型，隨著納米蒙脫土的加入后該峰逐漸消失。 3．在力學性能研究中發(fā)現(xiàn)納米蒙脫土和納米碳酸鈣的加入使得LLDPE的低溫沖擊強度、彎曲強度有所降低，而拉伸強度和彈性模量有所提高。在拉伸形變過程，填料的加入改變了LLDPE的屈服應力，而對材料結果內(nèi)部的球晶變化沒有產(chǎn)生太大的影響。在形態(tài)研究中，通過掃描電鏡觀察到納米碳酸鈣在LLDPE中的分散較納米蒙脫土均勻，而WAXD檢測發(fā)現(xiàn)納米蒙脫土在LLDPE沒有形成插層結構