LLDPE/纳米ZnO复合材料熔体流变性的研究

将纳米ZnO(或改性纳米ZnO)与LLDPE经Brabender挤出机熔融共混制备了LLDPE/纳米ZnO复合材料,采用毛细管流变仪和HAAKE转矩流变仪研究了该复合材料的熔体流变性能,讨论了纳米ZnO、改性纳米ZnO及KH550偶联剂含量对LLDPE熔体流变性能的影响。结果表明:少量纳米ZnO的加入略提高了LLDPE的表观黏度、黏流活化能和熔体的平衡转矩,改性纳米ZnO复合材料的表观黏度比未改性纳米ZnO复合材料的略低。     

PTT／纳米CaCO3复合材料流变行为及结晶性能研究

以毛细管流变仪研究了聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)/纳米CaCO3复合材料的流变行为,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。结果表明,PTT/纳米CaCO3复合材料熔体为假塑性流体,表观黏度随着剪切速率增加而降低。纳米CaCO3的加入量较少(1％)时,熔体黏度较纯PTT迅速下降;随着纳米CaCO3含量增加(2％-20％),熔体黏度随之上升,但都小于纯PTT的;直到含量为30％时,熔体黏度才超过纯PTT的。差示扫描量热仪测定复合材料的结晶和熔融性能发现,复合材料的熔体结晶温度Tpc和熔融温度Tm较纯PTT、都有所升高,说明纳米CaCO3的加入对PTT的结晶起到了异相成核作用。     

高黏度聚酯流变行为的研究

采用毛细管流变仪研究了高黏度聚酯(PET)的表观黏度及黏流活化能随温度(280～300℃)及剪切速率(20～104s-1)的变化。结果表明:高黏度PET熔体随着剪切速率的增加出现切力变稀现象,随着熔体温度升高,剪切速率对熔体的表观黏度的影响降低;高黏度PET的黏流活化能随着剪切速率的提高而降低;在温度为300℃,剪切速率为3 000 s-1时,高黏度PET熔体具有较好的流动性。     

共混聚酯与纳米蒙脱土复合物的流变性能

采用RH2000型毛细管流变仪对熔融共混制备的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)/聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)与纳米蒙脱土(MMT)复合物的流变性能进行了研究.结果表明:PET/PTT共混熔体及PET/PTT/MMT复合物熔体均为假塑性流体;复合物熔体的零切黏度(η0)小于PET/PTT共混熔体的η0,MMT的加入起到增塑剂作用;复合物熔体的黏流活化能高于PET/PTT熔体的黏流活化能,说明对PET/PTT/MMT复合物熔体而言,更适合使用调节温度的方法来控制其流动性.     

纳米铜粉/PP复合材料的流变性能及动态力学性能研究

将纳米铜粉经硅烷偶联剂KH550处理后,按不同的配比与聚丙烯(PP)混合,经螺杆挤压制得纳米铜粉/PP复合材料,研究了纳米铜粉在PP复合材料中的分散性以及PP复合材料的流变性能和动态力学性能。结果表明:经改性后的纳米铜粉均匀分散在PP中;纳米铜粉/PP复合材料为非牛顿假塑性流体;在低剪切速率下,复合材料熔体的黏度高于纯PP的,随着纳米铜粉的含量增加,复合材料体系的表观黏度增大,高剪切速率时,纳米铜粉的添加量对复合材料的流动性能影响较小;当复合材料体系中纳米铜粉的质量分数小于或等于0.5%时,其熔体流动性能提高,储能模量小于纯PP的,当纳米铜粉质量分数大于0.5%时,其储能模量提高并高于纯PP的。     

表面处理纳米铜粉/PET共混物的流变性能

采用硅烷偶联剂KH-550对纳米铜粉进行表面处理,通过熔融共混制备纳米铜粉/PET共混物,用毛细管流变仪研究了共混物的流变性能。结果表明:纳米铜粉/PET共混体系为非牛顿性假塑性流体,其表观黏度随着剪切速率的增大而减小;随着纳米铜粉含量增加,非牛顿指数增大;共混物的黏流活化能随剪切速率的增加而减小。     

利用原位纳纤和长支链聚丙烯协同作用制备高熔体聚丙烯

采用挤出-拉伸-热处理成型工艺制备了聚丙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PP/PET)原位成纤复合材料,以提高PP的熔体强度。研究了PET纳米级纤维对复合材料的熔体强度、流变性能和发泡性能的影响,结果显示材料的熔体强度从9 889 kPa·s提高到55 215 kPa·s。进一步通过在PP/PET复合材料中添加长支链聚丙烯(LCBPP,熔体强度22 453 kPa·s)使材料的熔体强度提高到80 769 kPa·s,可见LCBPP与原位纳纤对提高PP的熔体具有协同作用。流变数据显示PET纳纤的引入使复合材料的储能模量和复数黏度显著升高,这是因为PET纳纤能够增加熔体的缠结程度,从而使其熔体强度得到提高。最后从模压发泡性能上也证明了PP熔体强度的提高,这也说明此方法可用于工业发泡领域以提高低熔体强度材料的发泡性能。     

TiO2纳米粒子增强超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯复合材料的性能

利用硅烷偶联剂KH570对TiO₂纳米粒子进行表面改性,然后制备塑化超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)/TiO₂复合材料,最后通过密炼-模压法制备不同含量和粒子尺寸的TiO₂纳米粒子增强PE-UHMW/高密度聚乙烯(PE-HD)复合材料。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、差示热扫描量热仪、万能试验机、流变仪表征测试复合材料的微观结构、结晶、力学及流变性能。结果表明,低含量的Ti O₂纳米粒子(质量分数0.1%)能在聚合物基体中分散良好,使复合材料的力学性能、结晶度及流动性均有显著提升;随粒子尺寸增加,材料强度和刚度降低,断裂伸长率和熔体剪切黏度先增加后降低。然而,高含量粒子分散困难、易形成大的聚集体,导致复合材料性能下降。当TiO₂纳米粒子尺寸为5～10 nm、质量分数为0.1%时,复合材料展现出优异的力学性能和加工性能,拉伸强度和拉伸屈服强度分别高达58.21 MPa和44.53 MPa,且熔体剪切黏度下降19.7%。     

PP／POE／纳米CaCO3复合材料流变性能的研究

研究了聚丙烯/聚烯烃热塑性弹性体/纳米CaCO3(PP/POE/纳米CaCO3)复合材料的流变性能,探讨了纳米CaCO3、POE添加量、剪切速率和温度对复合材料黏度的影响。实验数据显示,在较低剪切速率下,随纳米CaCO3添加量的增加,体系熔体黏度增加;在较高剪切速率下,随纳米CaCO3添加量的增加,体系黏度降低;增加POE添加量,复合体系的熔体黏度增大;纳米CaCO3的加入使复合体系的非牛顿指数减小,非牛顿性增强。PP/POE/纳米CaCO3(100/10/10质量份数,下同)体系具有高流动性,熔体流动速率达19.58g/10min。     

原位聚合PE/MMT纳米复合材料的流变行为研究

采用蒙脱土(MMT)负载的Ziegler-Natta催化剂,通过原位聚合法制备了不同MMT含量的聚乙烯(PE)/MMT纳米复合材料。利用热重分析(TGA)确定了PE/MMT纳米复合材料中MMT的含量,并使用Haake流变仪分析了MMT含量对PE/MMT纳米复合材料流变行为的影响。结果表明:PE/MMT纳米复合材料的熔体流变行为与高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)基本一致;复合材料的黏度随MMT含量的增加先升高后降低,其中当MMT含量为4.58%时,其黏度明显低于HDPE和LDPE,该性质有利于复合材料的成型加工;PE/MMT纳米复合材料属于假塑性流体,其非牛顿指数(n)随着温度的升高而增大,随着MMT含量的增加先降后升。     

成膜剂和剪切场对GF/PET结构与性能影响

采用不同的成膜剂处理玻纤(GF),改变制备试样过程中熔体流动场剪切速率来挤出制备了GF/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合材料。通过测定PET及GF/PET复合材料试样流变性能和纵向拉伸强度,研究成膜剂和熔体剪切速率对GF/PET复合材料结构和性能的影响。结果表明,聚合物成膜剂与硅烷偶联剂并用处理GF,能提高GF/PET复合材料的力学性能,低相对分子质量PET成膜剂处理后的GF与PET的粘结性很好;在熔融成型GF/PET复合材料试样过程中,剪切速率影响GF在复合材料中取向,试样力学强度对应有最佳的熔体流动场剪切速率。     

HDPE/石墨导热复合材料流变行为研究

制备了高密度聚乙烯(HDPE)/石墨导热复合材料,研究了该复合材料在毛细管流变仪中的流变行为。结果表明:该HDPE/石墨复合材料熔体在毛细管流变仪中的流动为非牛顿型流动,遵从假塑性流体的流动规律。随着石墨用量的增加,复合材料熔体的真实黏度、黏流活化能增大,非牛顿指数呈减小的趋势;随着剪切速率的增加,复合材料熔体的真实黏度和黏流活化能则均有所减小;而随着温度的升高,复合材料熔体的非牛顿指数呈增大的趋势。     

适于微成型加工的聚乳酸/聚甲醛共混物流变行为研究

将聚甲醛(POM)与聚乳酸(PLA)熔融共混,制备了PLA/POM复合材料。POM的引入明显改善了PLA的熔融加工性能,有利于PLA微成型加工。采用熔体流动速率仪、高压毛细管流变仪和动态流变仪研究了PLA、POM及PLA/POM共混物的流变行为。结果表明:随着POM含量的增加,PLA/POM共混物的熔体流动速率亦增加;PLA、POM和PLA/POM共混物熔体具有假塑性流动特征,是非牛顿流体。随POM含量的增加,PLA/POM共混体系的剪切黏度降低,且剪切敏感指数减小,非牛顿指数升高。PLA、POM及PLA/POM共混物都具有类黏弹性,其黏弹行为均以黏性为主。此外,相对PLA,POM的加入降低了PLA/POM共混体系的复数黏度、动态储能模量和动态损耗模量,但提高了力学损耗。     

玻纤增强PTT复合材料流变性能研究

通过熔融共混挤出制备加入不同玻纤(GF)和硅烷偶联剂的玻纤增强聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)复合材料,并用扫描电镜(SEM)观察玻纤与PTT树脂基体的界面黏结形态,用毛细管流变仪研究了不同温度条件下玻纤增强PTT复合材料熔体的流变性能,得到了熔体流变性能关系曲线。实验结果表明：复合材料的流变行为符合假塑性流体的流动规律。随着玻纤的增加,复合材料的黏度增大、非牛顿指数变小、黏流活化能变大；偶联剂的加入,使熔体黏度变大、非牛顿指数变小、黏流活化能变小。     

ABS／纳米CaCO3复合材料流变性能的研究

采用双螺杆挤出机，通过熔融共混工艺制备了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物／纳米碳酸钙（ABS／nano-CaCO3）复合材料，利用转矩流变仪研究了其流变行为，探讨了nano-CaCO3用量、剪切速率和温度对复合材料黏度的影响。实验数据显示：ABS／nano-CaCO3熔体为假塑性流体，非牛顿指数n〈1；适量加入nano-CaCO3使复合体系熔体的n值增加，“柱塞流动”现象降低；在低剪切速率下，ABS／nano-CaCO3复合体系的熔体黏度较纯ABS熔体低；在高剪切速率下,复合体系的熔体黏度较纯ABS熔体高。     

表面改性对聚丙烯/微米氢氧化镁复合材料性能的影响

研究了表面处理剂（钛酸酯和硅烷偶联剂）和原位聚合方法对聚丙烯/微米氢氧化镁（MH）复合材料的力学性能及流变性能的影响。采用DSC、SEM和毛细管流变仪对PP/MH（80/20）复合材料的性能进行了研究。结果表明：原位聚合改性后的微米MH与PP基体间的界面黏结力得到了加强,复合材料的冲击强度较填充未改性MH的复合材料提高了26.4 ％。在PP基体中添加聚合物包覆改性微米MH粒子的复合材料熔体流动速率较纯PP上升了64 ％。在相同剪切速率下,填充聚合物包覆改性MH的复合材料熔体表观黏度明显低于填充未改性微米MH的复合材料,表明聚合物包覆改性后的MH降低了其对PP熔体流动的阻碍作用,改善了PP/MH复合材料的流动性能。     

聚乳酸/环氧基笼型倍半硅氧烷纳米复合材料的流变性能研究

采用毛细管流变仪分析了熔融共混法制备的聚乳酸/环氧基笼型倍半硅氧烷(PLA/EVOS)纳米复合材料的流变行为。结果表明:PLA/EVOS纳米复合材料为假塑性流体,呈现出切力变稀的特征;随着温度的升高,复合材料的非牛顿指数有所提高;随着EVOS含量的增加,复合材料的非牛顿指数先升后降,而稠度和表观黏度先减小后增大;复合材料熔体的黏流活化能相对较低,仅为12~35 kJ/mol。     

相容剂对聚丙烯/碳纤维复合材料性能的影响

通过熔融共混方法制备聚丙烯/碳纤维(PP/CF)复合材料,利用毛细管流变仪研究了PP/CF复合材料的流变行为、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(MAHPP)的质量分数、剪切速率及温度对熔体流变行为、熔体黏度的影响。结果表明:PP/CF体系的表观黏度随着MAHPP质量分数的增加而降低。PP及PP/CF复合材料均属于假塑性流体,MAHPP的存在使复合材料的假塑性增强。PP/CF复合材料的黏流活化能随着剪切应力的增大而降低。PP/CF复合材料的扫描电镜和力学测试结果表明:MAHPP的引入有利于提高聚丙烯与碳纤维的相容性,PP/CF复合材料的力学强度随着MAHPP质量分数的增加而提高。     

原位增容法制备PA6/EPDM/MMT复合材料流变性能的研究

通过原位增容法制备了PA6/EPDM/MMT三元纳米复合材料,采用熔体质量流动速率试验机和毛细管流变仪研究了PA6及三元纳米复合材料流变行为,并对其lgγω-lgτω、lgηa-lgγω、lgηa-1/T曲线进行了分析。结果表明,在230～245℃及剪切应力为24.5～73.5MPa时,PA6及其三元纳米复合材料均为假塑性流体;EPDM、MMT的加入明显地降低了纯PA6的非牛顿指数n,并且使PA6的黏流活化能ΔE较大幅度的升高,但EPDM/MAH/DCP混合物用量的增加对ΔE的影响不明显。随着EPDM/MAH/DCP用量的增加,复合材料的黏度先增加后减小,EPDM/MAH/DCP用量达到20%时达到最大值。     

双螺杆挤出机螺杆组合对聚丙烯/纳米CaCO3复合材料在线流变性能的影响

采用啮合型同向旋转双螺杆挤出机制备聚丙烯(PP)/纳米碳酸钙(nano-CaCO3)复合材料,制备过程中在双螺杆挤出机末端连接Haake在线流变仪进行在线流变性能测试。研究了两种螺杆组合结构、纳米CaCO3含量对PP/纳米CaCO3复合材料在线剪切黏度的影响,比较了在不同聚合物加工流场下PP/纳米CaCO3复合材料的在线流变性能。结果表明,引入分布混炼有利于降低复合材料的剪切黏度,复合材料剪切黏度随纳米粒子的加入先呈下降趋势,当达到某一含量后,再提高纳米粒子含量会使黏度提高。