超声振动对闪光铝颜料填充HDPE复合材料流变行为和性能的影响EI北大核心CSCD

以改进的超声波辅助的转矩流变仪作为聚合物超声处理装备,测量高密度聚乙烯/闪光铝片颜料(HDPE/Al)复合材料的流变行为,并研究超声波强度对HDPE/Al复合材料的流变行为、晶体结构、结晶度和热稳定性的影响。结果表明,超声波能提高HDPE/Al复合材料的流动速率,降低表观剪切黏度与口模压力;超声波强度越大,表观剪切黏度与口模压力的下降越显著,越有利于促进聚合物熔体的流动,当超声波强度为300 W,流变仪转速为5r/min时,表观黏度下降了61%,而口模压力下降了58%;超声处理提高了HDPE/Al复合材料的结晶度并细化了晶体片层的厚度;超声波强度在200W时能够显著提高HDPE/Al复合材料的热稳定性。     

超声振动对闪光铝颜料填充HDPE复合材料流变行为和性能的影响

以改进的超声波辅助的转矩流变仪作为聚合物超声处理装备,测量高密度聚乙烯/闪光铝片颜料(HDPE/Al)复合材料的流变行为,并研究超声波强度对HDPE/Al复合材料的流变行为、晶体结构、结晶度和热稳定性的影响。结果表明,超声波能提高HDPE/Al复合材料的流动速率,降低表观剪切黏度与口模压力;超声波强度越大,表观剪切黏度与口模压力的下降越显著,越有利于促进聚合物熔体的流动,当超声波强度为300 W,流变仪转速为5r/min时,表观黏度下降了61%,而口模压力下降了58%;超声处理提高了HDPE/Al复合材料的结晶度并细化了晶体片层的厚度;超声波强度在200W时能够显著提高HDPE/Al复合材料的热稳定性。     

云母/聚丙烯共混物熔体的拉伸流变性能

采用双料筒毛细管流变仪和Haul-off牵伸设备, 研究了云母(Mica)/聚丙烯(PP)共混物在拉伸流场中的流变性能。结果表明: Mica/PP共混物熔体拉伸流动属于拉伸变稀型, 随着云母含量的增加, 熔体的表观拉伸黏度逐渐增大。熔体的拉伸应力和表观拉伸黏度均随温度的升高而下降。随着拉伸应变速率的提高, 熔体的拉伸应力增大, 表观拉伸黏度减小, 熔体拉伸流动活化能呈下降趋势。云母微粒的加入使聚丙烯熔体的拉伸模量明显增大, 但随着拉伸速度的提高, 共混熔体的拉伸模量下降显著。为了提高Mica/PP共混物的纺丝稳定性, 应严格控制好拉伸速度和加工温度。     

离子聚合物改性木粉/HDPE复合材料流变特性

为了提高木塑复合材料（WPC）的加工流动性能,利用离子聚合物改性WPC,通过HAAKE Minilab微量混合流变仪研究了离子聚合物改性木粉/高密度聚乙烯（HDPE）的毛细管流变特征。结果表明：添加与未添加离子聚合物的木粉/HDPE均为非牛顿流体中的假塑性流体,均呈现出“剪切变稀”的效应;随着钠离子聚合物含量的增加,改性木粉/HDPE的剪切应力和表观黏度均随着剪切速率的增大呈现降低的趋势,表明钠离子聚合物的加入可以显著改善聚合物熔体的流动特性;添加4wt%的钠离子聚合物和4wt%的锌离子聚合物的木粉/HDPE剪切应力和表观黏度均要低于添加4wt%的偶联剂马来酸酐接枝聚乙烯（MAH-g-PE）的WPC的值,表明与MAH-g-PE相比,离子聚合物更能够改善WPC的流动性能,减小熔体流动时HDPE与木粉之间的摩擦阻力;SEM分析表明,添加离子聚合物后HDPE塑料对木粉有很好的包覆效果,没有明显的界面缝隙,且在WPC断面上存在大量的毛刺纤维。     

聚丙烯及其碳酸钙填充体系在外力场下的流变特性

以不同配比的CaCO3/PP共混物为研究对象,利用实验室自主研制的多功能全电动聚合物流变特性测试仪,研究了数据提取与处理方法、不同CaCO3填充量及加工工艺参数(剪切速率、振幅和振动频率)对体系流变特性的影响,以及数据提取与处理方法和振动参数对体系流变特性影响的差异性。试验结果表明:不同的数据提取与处理方法会影响聚合物的表观剪切黏度测试结果,在稳态条件下有显著差异,在振动力场作用下这种效应明显减弱;在低剪切速率区,共混体系的表观剪切黏度随着CaCO3填充量的增加而升高,在高剪切速率区,CaCO3填充量的影响程度大大减弱;共混体系的表观剪切黏度随着振动振幅的增加迅速下降,而随着振动频率的增加表现出类正弦周期性变化的特征。     

动态成型过程中PP/CaCO3填充体系的流变行为

使用自行研制的毛细管动态流变仪,研究振动参数对聚丙烯(PP)与碳酸钙(C aCO3)在不同配比时混料流变行为的影响。实验结果表明,填充体系的表观黏度随着振动频率和振幅的增加而显著降低,在频率8H z左右,达到了最小值,并且当C aCO3的含量较低时,其表观黏度随着振动参数的变化响应更明显。     

高密度聚乙烯二元共混物的流变行为

测试了3种高密度聚乙烯(HDPE)二元共混物的低熔体流动速率(MFR)、表观黏度曲线、储能模量和损耗模量。结果表明,随着低MFR组分含量x的增加,共混物的MFR逐渐下降。可用指数衰减函数拟合共混物的MFR-含量x关系曲线。当低MFR组分含量x增加时,3种共混物发生剪切变稀的角频率减小,同一角频率下黏度值逐渐增大。通过非线性拟合Maxwell模型的方法获得共混物HDPE 9641/5000S的松弛时间谱。在同一松弛模量下,HDPE 9641/5000S(10/90,质量比)和HDPE 5000S松弛时间最长,HDPE 9641/5000S(50/50,质量比)居中,HDPE 9641最短。随着HDPE5000S在共混物中含量的增加,松弛时间谱曲线以短时区为轴心逆时针旋转,向长时区偏移。     

振动场作用下注射成型制件力学性能的实验研究

将聚合物熔体在振动场中进行注射成型,对制件力学性能与振动参数之间的关系进行了实验研究。实验采用自行研制的振动实验装置,分析使用结晶型材料PP,HDPE和非晶型材料PS为原料,在振动场中进行注射成型,对成型试样进行了拉伸试验,对结果进行了分析,得出了结论。     

PP/EPDM-g-MAH/Al(OH)_3/FA复合体系流变性能研究

以毛细管流变仪研究了粉煤灰(FA)改性聚丙烯/三元乙丙橡胶接枝马来酸酐/Al(OH)_3/FA[PP/EPDM-gMAH/Al(OH)_3/FA]阻燃复合体系的流变行为,讨论了复合材料的组成、剪切应力和剪切速率及温度对熔体流变行为、熔体黏度的影响,测定了不同配比的复合材料熔体的非牛顿指数(n)和挤出膨胀比。结果表明:PP/EPDM-g-MAH/Al(OH)_3/FA熔体为假塑性流体,表观黏度随着剪切速率增加而降低。当FA的含量在0%~25%范围内时,共混物的n1,且在5%和20%处有2个极大值点,表观黏度呈先增后减再增的趋势;FA可降低共混熔体的粘流活化能,但适量FA仍可保证温敏性不会降低太大,复合材料的挤出胀大现象随FA增加有所降低。     

低频振动注射自增强HDPE实验研究

利用自行研制的低频振动注射实验装置,研究振动注射成型工艺对HDPE哑铃试样的力学性能的影响。与常规注射相比,低频振动注射能明显改善试样的拉伸强度,实现注射试样的自增强。在0 Hz~0.93 Hz之间增加振动频率能明显提高试样的强度,断裂伸长率下降;当大于0.93 Hz,频率增加对拉伸强度的改变不大,断裂伸长率有明显的回升。压力振幅的增加可以明显地改善注射试样的屈服强度,HDPE 6100M试样屈服强度由39.8 MPa增加到60.6 MPa,增加的百分数为52.3%,断裂伸长率同时有所下降。SEM显示振动注射有利于片晶顺着流动方向行式排列,并具有明显的串晶结构。     

镧系硬脂酸盐及聚乙烯蜡对HDPE流变性能的影响

利用恒速型、恒压型毛细管流变仪分别考察了镧系硬脂酸盐以及硬脂酸镧与聚乙烯蜡(PE-X)混合物对高密度聚乙烯(HDPE5000S)流变性能的影响。试验结果表明,HDPE加入一定份数的镧系硬脂酸盐以及硬脂酸镧和聚乙烯蜡共混后,熔体的表观黏度降低,产生压力振荡时的滑移长度减少以及信号强度明显减弱。其中以硬脂酸镧及聚乙烯蜡复合体系可以较好地改善聚乙烯的加工流变性。     

Melt blend studies of nanoclay-filled polypropylene (PP)–high-density polyethylene (HDPE) composites

The objective of this work is to study how the rheological factors of unfilled and nanoclay-filled HDPE–PP blend series influence the structure, morphology, and mixing characteristics. For this study, a series of HDPE–PP blends (0–100 wt % HDPE), with and without nanoclay, was prepared by using melt-mixing method. Nanoclay was varied from 0 to 5 wt % in all the blend and polymer series. The rheological properties were examined by melt viscosity, scanning electron microscopy, and theory of mixing. The result indicated that the viscosity of the blend increased as HDPE and nanoclay content increased, and also affected the structure and morphology of the resulting blend. The thermal properties were examined by using differential scanning calorimetry and suggest improved crystalline and melting characteristics of PP and PP-rich phase of blend. The structure of nanoclay-filled blend was examined by X-ray diffraction and transmission electron microscopy, confirming the formation of nanocomposite with improved tensile properties.     

铋粉对PP熔融流变性能及成纤性能的影响

采用熔融共混法制备铋/聚丙烯共混材料(Bi/PP),利用旋转流变仪对其熔融流变特性进行测试分析。再通过熔融纺丝法制备初生纤维,采用扫描电镜、单纤维强力仪等对初生纤维的结构及性能进行表征。研究表明:共混材料表现非牛顿流体特性;共混材料的表观黏度与温度及剪切速率呈负相关;相同温度下,随铋粉含量增加,共混物的表观黏度也相应上升,铋粉在PP基体中的分散性较好但团聚增多,初生纤维内部孔隙结构增多,力学性能有所降低。     

超声辐照作用下PP/POE共混体系结构与性能的研究

研究了超声辐照对PP/POE共混体系的挤出加工流变行为、力学性能及结晶行为的影响。结果表明:在超声辐照作用下PP/POE共混体系的熔体表观黏度随超声功率的增加而减小,超声辐照能降低口模压力,提高挤出物产量。适宜功率的超声辐照有助于POE粒子的破碎和在PP基体中的均匀分散,改善二者相容性,提高了共混体系的冲击性能。     

磷酸酯类偶联剂对CaCO3／HDPE体系偶联效果的研究

研究了自制磷酸酯“W-893”偶联剂对轻质CaCO_3/HDPE的偶联效果。就力学性能(抗张强度、弯曲强度、冲击强度),流变学特性(流动曲线、表现粘度、剪切敏感性、温度敏感性、挤出胀大、压力振荡、熔体破坏)和比重测定的结果发现:“W-893”/CaCO_3/HDPE体系的冲击强度可以为HDPE(5000S)的2～3倍(325目),甚至3～4倍(1250目);弯曲强度提高33.3％,抗张强度下降2.5％,比铝酸酯、钛酸酯的偶联效果好。     

振动共混对聚丙烯/聚碳酸酯流变性能的影响

在传统转矩流变仪上叠加机械振动制成了振动共混流变仪。实验证明，振动共混降低了70／30聚碳酸酯／聚丙烯共混物的粘度和储存模量，随着制备时的振动振幅和频率的提高，这种效果更加突出。但过大振幅振动中，低剪切与高剪切间的频繁更换，特别是明显的低剪切下相翻转转慢，导致形成了部分不稳定“双连续”相态，这时共混物粘度和模量反而比小振幅振动下制备的共混物的高。一个描述该体系表面张力／液滴半径之比与剪切速率关系的经验表达式较好地分析了流变参数与微观相形态之间的关系，说明了振动促使分散相粒子的破碎和两相的分散，确实影响共混物的相形态。振动共混对聚丙烯／聚碳酸酯流变性能的影响上海交通大学化学化工学院高分子材料研究所，上海　200240振动共混　聚丙烯　聚碳酸酯　流变性能　影响　转矩共混流变仪　相形态在传统转矩流变仪上叠加机械振动制成了振动共混流变仪。实验证明，振动共混降低了70／30聚碳酸酯／聚丙烯共混物的粘度和储存模量，随着制备时的振动振幅和频率的提高，这种效果更加突出。但过大振幅振动中，低剪切与高剪切间的频繁更换，特别是明显的低剪切下相翻转转慢，导致形成了部分不稳定“双连续”相态，这时共混物粘度和模量反而比小振幅振动下制备的共混物的高。一个描述该体系表面张力／液滴半径之比与剪切速率关系的经验表达式较好地分析了流变参数与微观相形态之间的关系，说明了振动促使分散相粒子的破碎和两相的分散，确实影响共混物的相形态。     

超声辐照对聚丙烯加工及结构性能的影响

研究了聚丙烯（PP）在超声辐照作用下的挤出加工特性、力学性能及结晶行为的变化,发现适宜的超声辐照作用,可显著降低挤出压力、表观粘度、提高挤出量、并使挤出物出口膨胀降低,表观质量有所改善,而聚丙烯的力学性能基本不变,此外,聚丙烯的DSC曲线及X射线衍射（WAXD）谱表面PP结晶结构发生了变化,β晶含量增加。