聚丙烯接枝衣康酸增容PA6／PP共混物性能及形态研究

采用反应型双螺杆挤出机和熔融接枝技术制备了一系列聚丙烯（PP）接枝物，包括单一单体接枝物PP接枝衣康酸（PP-g-ITA）和双单体接枝物PP接枝ITA和苯乙烯[PP-g-（ITA-co-St）]，通过红外光谱和热分析研究了PP接枝物的结构，并研究了PP接枝物的接枝率和熔体流动速率与单体和引发剂用量的关系。通过反应挤出制备了PP接枝物增容PA6／PP共混物，研究了增容共混物的力学性能和形态结构。结果显示：加入接枝物后，共混体系的冲击强度明显提高；SEM观察表明，接枝物的加入能明显改善增容共混物的两相界面结合状况，降低共混物的分散相尺寸，改善体系的分散状况，共混物的两相界面变得模糊，相容性得到明显提高；DSC测试表明，加入接枝物后，共混物中PA6组分的结晶度下降，PP组合的结晶度上升。表明PP-g-ITA是PA6／PP共混体系有效的增容剂兼增韧剂。     

（PE-HD／SEBS）-g-MAH对PE-HD／木粉复合材料增容的研究

采用转矩流变仪制备出马来酸酐（MAH）接枝PE-HD）／氢化（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯）共聚物（SEBS）（PE-HD/SEBS）-g-MAH作为PE-HD／共混物木粉复合材料的界面相容剂，并研究了制备过程中转矩的变化，结果表明，体系的转矩随着MAH和引发剂过氧化二异丙苯含量的增加而增加，苯乙烯促进了MAH和PE-HD／SEIKS的反应；通过傅里叶红外分析证实了MAH接枝到聚合物上。（PE-HD／SEBS）-g-MAH能明显地提高PE-HD／木粉复合材料的力学性能，当其添加量为2％（质量分数，下同）时复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别增加了157％、146％和145％；扫描电镜也能观察到加入相容剂的复合材料界面粘接非常好，进一步证实了（PE-HD／SEBS）-g-MAH提高了复合材料的界面相容性。     

POE接枝衣康酸增容PA6/POE共混物性能及形态研究

以衣康酸（ITA）为接枝单体,采用双螺杆挤出机和熔融接枝技术制备了一系列乙烯-辛烯共聚物接枝物（POE-g-ITA）,通过红外光谱对接枝物的结构进行了表征,研究了引发剂和单体用量对POE-g-ITA接枝率和熔体流动速率的影响,当POE/ITA/过氧化二异丙苯（DCP）=94/6/0.36时,接枝率达到1.36 %;通过双螺杆挤出机将相容剂POE-g-ITA引入到聚酰胺6/乙烯-辛烯共聚物（PA6/POE）共混物中,研究了共混物的力学性能和形态结构。结果表明,加入5份（质量份数,下同）POE-g-ITA后,PA 6/POE共混物的冲击强度提高到纯PA 6的12.78倍,PA6与POE两相界面变得模糊,分散相尺寸明显减小,界面相互作用明显增强,相容性得到显著提高。     

原位增容PA6/PE-HD共混物的性能研究

在双螺杆挤出机上通过原位增容反应挤出制备了聚酰胺6(PA6)/高密度聚乙烯(PE-HD)共混物。通过力学性能测试、扫描电子显微镜观察和Molau实验,研究了PE-HD含量对PA6/PE-HD共混物的力学性能和体系增容作用的影响。结果表明,PE-HD与马来酸酐(MAH)在挤出共混过程中原位生成了PE-HD-g-MAH,其对PA6/PE-HD共混物有较好的增容作用;PA6/PE-HD共混物的力学性能与界面形态均有较大改善,吸水率有所降低。     

EVOH／PE-HD共混相容性研究

使用三种功能化改性的聚乙烯作为相容剂改善EVOH／PE-HD共混体系的相容性，研究了共混体系的热性能和力学性能。SEM表明，相容共混体系中形成了高度分散和牢固的界面结合，二甲苯萃取实验和IR分析证实了相容性的改善来自于EVOH与相容剂之间的化学反应。相容共混体系中EVOH作为分散相时其结晶温度明显降低，结晶速度放慢；共混物中两组分的结晶熔点均低于纯组分。这些均可归因于体系更好的相容性以及强烈的界面作用。相容共混体系的力学性能较之简单共混体系得到明显改善，EVOH为分散相时拉伸强度提高幅度较大(50％)，而在PE-HD为分散相时缺口冲击强度的增幅达到30％。     

PE-HD／PA6／EVOH阻透容器成型工艺与性能研究

将高密度聚乙烯（阻HD）、聚酰胺6（PA6）与乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）的复配体和相容剂初混合后，通过挤出机熔融共混、中空吹塑制得阻透容器。考察了树脂及共混物的流变性能，研究了相容剂用量、阻透树脂用量和成型工艺条件对容器阻透性能的影响。利用扫描电镜（SEM）观察了瓶壁的层状结构。实验结果表明，PA6／EVOH复配体增加了阻透树脂的熔体黏度，提高了层状共混工艺的稳定性。与PE-HD／PA6二元共混容器相比。PE-HD／PA6／EVOH三元共混容器所需相容剂更少。当阻透树脂用量为15～18份、相容剂用量为2～3份、加工温度在225～230℃之间、螺杆转速控制在30r／min左右、停留时间在3min时，PE-HD／PA6／EVOH共混容器的阻透性能得到明显提高。     

PP／PE-HD共混体系发泡成型及机理分析

采用PP与PE-HD共混的方法来改善PP的发泡性能，并从共混体系的熔体强度和结晶性能两个方面分析PE-HD含量对泡孔结构的影响机理。结果表明，PP／PE-HD共混体系的熔体强度随着PE-HD含量的增加先升高后减小，在含量为30％（质量分数，下同）时熔体强度最高。随着PE-HD含量的增加，共混体系中PP和PE-HD的熔点先升高后降低，PP的结晶度先减小后增大，而PE-HD的结晶度却逐渐增加。在含量为30％时，PP和PE-HD的熔点最高，PP的结晶度最小。PP与PE-HD共混以后，泡孔结构有了很大改善，且与熔体强度和结晶度相对应，泡孔结构在PE-HD含量为30％时最好。     

剪切作用下POE-g-MAH和PP-g-MAH对PA1010/PP共混物的增容作用

采用熔融共混的方法制备了聚酰胺1010/聚丙烯（PA1010/PP）共混物,通过扫描电镜、力学性能和差示扫描量热等方法研究了剪切作用下马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）和马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）对PA1010/PP共混物的增容作用。结果表明,同样条件下,PP-g-MAH增容体系的相区尺寸较小,相界面更模糊,PP相的结晶温度和结晶度明显提高,共混物的拉伸强度和冲击强度均高于非增容体系。而POE-g-MAH增容体系的相区尺寸相对较大,PP相的结晶温度和结晶度明显降低,共混物只有冲击强度明显高于非增容体系,拉伸强度略低于非增容体系。     

自制界面相容剂对木粉/PE-HD复合材料性能的影响

在实验室自制界面相容剂硅烷接枝聚乙烯( VTMS-g-PE),马来酸酐接枝聚乙烯(MA-g-PE),硅烷和马来酸酐混合接枝聚乙烯( VTMS,MA-g-PE),并将其作为木粉与PE-HD的相容剂,制备复合材料,以此来讨论复配接枝的相容剂对复合材料力学性能的影响.结果表明:界面相容剂的加入使复合体系的力学性能有不同程度的改善,其中VTMS,MA-g-PE对复合体系的力学性能改善最好,这是硅烷与马来酸酐发生了协效作用.SEM照片证实了界面相容剂的确改善了木粉与PE-HD的相互粘接,提高了体系的相容性.     

碳纳米管在PA 6/PP共混体系中的选择分散性

采用熔融共混法制备了聚酰胺（PA）6／聚丙烯（PP）／碳纳米管（CNTs）三元复合材料。研究了相容剂的结构、CNTs的表面性质对复合体系微观分散性的影响。结果表明,在相容剂增容条件下,PP可以在PA6基体中均匀分散,呈明显的“海-岛”结构;CNTs的表面有机基团决定了其在不同相中的分散,强酸处理的CNTs1^#表面氧化生成的羧基与PA6的胺基反应,在不同相容剂增容的PA6与PP共混体系中CNTs1^#均分散在PA6相中;而氧化后与己内酰胺原位聚合的CNTs2^#表面生成低聚合度的PA6,表面引入了一定的胺基,与双羧基相容剂（衣康酸与苯乙烯共聚接枝聚丙烯）反应,可使CNTs2^#进入PP相中。     

高密度聚乙烯/多壁碳纳米管和高密度聚乙烯/炭黑导电复合材料阻温特性的研究

采用溶液法制备了高密度聚乙烯/多壁碳纳米管（PE-HD/MWCNTs）和PE-HD/炭黑(CB)导电复合材料,并研究了该复合材料的阻温特性。结果表明,与PE-HD/CB复合材料相比,PE-HD/MWCNTs复合材料的室温电阻率更低,并且可以具有较高的正温度系数（PTC）强度和较小的负温度系数（NTC）效应,因而具有更加广泛的应用前景。同时通过对PE-HD/MWCNTs复合材料阻温全过程进行分析,发现PTC效应由碳纳米管向晶区扩散及基体体积膨胀效应共同导致,而NTC效应则是由于碳纳米管的热运动形成的相互接触所致,而并非粒子附聚。     

PE-HD/CBCNT与PE-HD/CNT复合材料的制备和性能对比

以高密度聚乙烯(PE-HD)作为聚合物基体,炭黑改性碳纳米管(CBCNT)和碳纳米管(CNT)作为填料,采用传统熔融共混法分别制备了PE-HD/CBCNT和PE-HD/CNT两种复合材料,并对二者的结构和性能进行对比研究.结果表明,CBCNT结构疏松,更易于在PE-HD中均匀分散,其与PE-HD的相容性优于CNT.当填...     

PE–HD/(EVOH/PE–HD)交替多层复合材料的结构及氧气阻隔性能研究

以高密度聚乙烯(PE–HD)和乙烯–乙烯醇共聚物(EVOH)为原料,采用微层共挤出装置制备了16层的PE–HD/(EVOH/PE–HD)交替多层材料,研究了共混层中EVOH的相形态和层厚比对微层材料结构与性能的影响。结果表明,当共混层中EVOH含量为50%,EVOH相从一维纤维状转变为大尺寸二维片状结构,氧气渗透系数(OPC)降低了两个数量级,此时片材中EVOH含量仅为8.1%。固定共混层EVOH含量为60%,共混层与PE–HD层的厚度比增加时片材的阻隔性能变化不大;当厚度比仅为0.141时,OPC为10–16数量级,达到超高阻隔性能要求,此时EVOH在片材中含量为8.3%。16层复合材料的断裂伸长率与普通共混物相比大幅提高,韧性优异。     

苎麻纤维增强高密度聚乙烯复合材料性能研究

通过双螺杆挤出制备了苎麻纤维增强高密度聚乙烯（PE HD）复合材料,并利用傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、差式扫描量热仪及热失重分析仪等分析仪器考察了苎麻纤维含量对于复合材料性能改善的效果。结果表明,在PE HD中添加苎麻纤维及一定量的相容剂后,苎麻纤维和基体树脂表面会形成酯键以增强两者之间的界面黏结;复合材料在应用温度（0~100 ℃）下不会出现热失重现象;苎麻纤维的加入会降低复合材料的结晶度;增大苎麻纤维的含量,能有效提高复合材料的热稳定性。     

改性高密度聚乙烯的形变回复性能研究

通过共混与交联的方法制备高密度聚乙烯(PEHD)/橡胶改性材料,研究了其形变回复性能。结果表明:橡胶含量为15%时的PEHD/橡胶改性材料24h的形变回复能力均有提高,PEHD/NR从纯PEHD的81.33%提高到89.33%;硫化PEHD/NR体系比硫化前提高了1.6%;PEHD/天然橡胶(NR)、PEHD/丁腈橡胶(NBR)和PEHD/三元乙丙橡胶(EPDM)三种共混体系的24h形变回复率分别为:89.33%、87.73%和86.67%;在PEHD的熔点附近,交联聚乙烯(PEXL)和PEHD/硫化橡胶共混体系是典型的形状记忆材料,易发生300%以上的形变,形变的长时间保持率大于99%,并可以在10min内,发生95%以上形变回复。     

PE-HD/EVOH共混阻透管材的研制

将高密度聚乙烯(PE-HD)、乙烯一乙烯醇共聚物(EVOH)和相容剂混合后,加人塑料管材挤出成型机中,经熔融共混、冷却定型、辅机牵引制得层状共混阻透管材。研究了相容剂用量、阻透树脂用量和成型工艺参数对管材阻透性能的影响,考察了树脂的流变性能及共混阻透管材的力学性能,并与PE-HD)/聚酞胺6(PA-6)共混管材性能进行比较。利用扫描电镜观察阻透管材壁面的层状结构。实验结果表明,与PE-HD/PA6共混管材相比,PE-HD/EVOH共混管材所需相容剂少,成型工艺参数易于控制,其阻透性能及力学性能更好。当阻透树脂用量为16~18份,相容剂用量为1-3份,加工温度在225℃左右,螺杆转速控制在20 r/min左右,牵伸速度为1. 5一1. 6 m/min时,PE-HD/EVOH共混管材的阻透性能得到明显提高     

PE-HD/木粉复合材料的加工流变性能

利用转矩流变仪研究PE-HD/木粉复合材料在不同木粉含量、不同马来酸秆(MAPE)添加量、不同转速下的加工流变性.结果表明:复合材料的扭矩受木粉含量的影响最显著,MAPE添加量和转速对其影响不大.     

Fatigue crack growth in PE-HD pipe grades

Abstract

In this work, fatigue crack growth (FCG) experiments were used to evaluate the long term performance of pipe grade polyethylene (PE). The parameters for the ranking tests were defined based on basic investigations of the influence of test frequency, R-ratio (F _min/F _max) and specimen configuration on FCG in PE at room temperature. Eight different commercial pipe grades (PE-80 and PE-100) were included in the investigations and two different specimen configurations [Compact Type (CT) and Cracked Round Bar (CRB)] were used. A procedure was established to initiate quasi-brittle cracks that led to failure within 60 h. Crack-growth initiation times were determined from crack-opening displacement data and crack growth kinetics were analysed using linear elastic fracture mechanics (LEFM). A ranking of the materials investigated by their FCG behaviour was possible and compared with results from Full Notch Creep Tests (FNCT).     

过氧化物交联改性PE-HD/EVA防水材料的研究

用过氧化二异丙苯（DCP）交联法改善高密度聚乙烯/乙烯醋酸乙烯共聚物（PE-HD/EVA）防水材料的尺寸稳定性,研究了交联剂用量对PE-HD/EVA片材热稳定性和力学性能的影响。采用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、X射线衍射仪、索氏提取交联度测试法等对片材进行了分析,研究了片材力学性能的影响因素。结果表明,随着交联度的增大,片材的软化温度和结晶度逐渐降低,晶体结构基本不变,晶粒尺寸减小, 拉伸强度提高;当DCP用量为1.2 %（质量分数,下同）时,片材的拉伸强度达到了最大值,其断裂伸长率比未交联片材降低了77 %,尺寸稳定性得到明显改善;交联改性对于PE-HD/EVA解决防水材料尺寸稳定性差等问题具有一定的指导意义。     

成核剂对PE-HD改性PE-UHMW性能的影响

研究了硬脂酸钙、滑石粉、山梨醇类成核剂(TH-3998)及自制稀土类复合成核剂(REC)对高密度聚乙烯(PE-HD)改性超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW)性能的影响。结果表明,REC对PE-UHMW/PE-HD体系的性能影响显著。当其含量为0.4%时,拉伸强度为31.5MPa,比不含成核剂时的27.5MPa增加了14.5%;冲击强度为153.7kJ/m2,比不含成核剂时的136.0kJ/m2增加了13.0%,与纯PE-UHMW的性能相差无几;摩擦系数由不含成核剂时的0.19894降低到了0.18121;SEM表明其结晶形态为摺叠扭曲形波浪起伏结构。