高密度聚乙烯共混物的抗冲击强度与熔体流动速率EI北大核心CSCD

制备了4种高密度聚乙烯(HDPE)HDPE 8916/5000S、HDPE 9641/5000S、HDPE 5306/5000S和HDPE 8916/6003T共混物,并测试其缺口冲击强度σin和熔体流动速率(MFR),探讨了两者之间的关系。结果表明,随着MFR的增加,缺口冲击强度逐渐下降,两者之间符合指数衰减规律。而其中HDPE 5306/HDPE5000S的σin-MFR曲线与坐标轴之间包围的面积最大,比其它3种共混物更容易实现同时满足冲击强度和流动性的要求。文中还对HDPE 5306/HDPE5000S共混物用乙烯-辛烯共高聚物(POE)进行增韧改性。结果表明,当HDPE 5306/HDPE5000S/POE的质量比为28.5/66.5/5时,缺口冲击强度达到42.88 kJ/m2,高于HDPE 5306/HDPE5000S(30/70,质量比,下同)时的28.16 kJ/m2,而POE增韧后共混物的MFR为2.64 g/10min(230℃,2.16kg),比HDPE 5306/HDPE5000S(30/70)时的MFR值2.55g/10min(230℃,2.16kg)高。     

高密度聚乙烯共混物的抗冲击强度与熔体流动速率

制备了4种高密度聚乙烯(HDPE)HDPE 8916/5000S、HDPE 9641/5000S、HDPE 5306/5000S和HDPE 8916/6003T共混物,并测试其缺口冲击强度σin和熔体流动速率(MFR),探讨了两者之间的关系。结果表明,随着MFR的增加,缺口冲击强度逐渐下降,两者之间符合指数衰减规律。而其中HDPE 5306/HDPE5000S的σin-MFR曲线与坐标轴之间包围的面积最大,比其它3种共混物更容易实现同时满足冲击强度和流动性的要求。文中还对HDPE 5306/HDPE5000S共混物用乙烯-辛烯共高聚物(POE)进行增韧改性。结果表明,当HDPE 5306/HDPE5000S/POE的质量比为28.5/66.5/5时,缺口冲击强度达到42.88 kJ/m2,高于HDPE 5306/HDPE5000S(30/70,质量比,下同)时的28.16 kJ/m2,而POE增韧后共混物的MFR为2.64 g/10min(230℃,2.16kg),比HDPE 5306/HDPE5000S(30/70)时的MFR值2.55g/10min(230℃,2.16kg)高。     

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。     

聚丙烯/尼龙6共混物熔体的松弛时间

用扫描电镜对聚丙烯(PP)/尼龙6(PA6)共混物断面形貌进行了表征,用旋转流变仪小振幅剪切模式测试了PP/PA6共混物的动态模量,并采用广义Maxwell模型对于损耗模量-角频率曲线进行了拟合。扫描电镜结果表明,聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)有效提高了PP和PA6之间的相容性,使得分散相PA6粒径尺寸减小。广义Maxwell模型中,当松弛模数为N=5和6时,拟合曲线与实验数据在低频下存在明显的偏差,而松弛模数为N=7时,广义Maxwell模型能够较好地拟合实验曲线。固定PP/PP-g-MAH质量比为90/6时,随着PA6含量的增加,共混物PP/PP-g-MAH/PA6的松弛时间延长,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。     

动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体应力松弛的研究

从相态结构角度讨论动态硫化EPDM／PP共混物的应力松弛行为,并与纯PP以及静态硫化EPDM的应力松弛相比较,研究了制备工艺对动态硫化EPDM／PP共混物应力松弛的影响,结果表明,动态硫化EPDM／PP应力松弛主要由PP连续相决定的,EPDM分散相对共混物应力松弛有一定的影响。随橡塑化和软化剂用量的增加,EPDM／PP应力松弛明显降低,增大硫化剂用量,EPDM／PP应力松弛相对较小。     

动态硫化三元乙丙橡胶/聚丙烯橡胶:流变、结晶和动态力学性能

运用动态硫化法制备EPDM/PP橡胶,研究了其流变行为、结晶及动态力学性能。利用扫描电镜观察了硫化EPDM/PP橡胶熔融共混后EPDM颗粒在PP基体中的分散情况。动态力学性能(DMA)和拉伸性能测试的结果显示橡塑比为40/60时,EPDM/PP橡胶的综合性能最为优异。研究了硫化EPDM/PP橡胶在黏性弹性区域的振荡剪切行为。DMA结果显示橡塑比提高导致储能模量与tanδ下降。流变行为表明,复合黏度随交联密度的增加而增加,弹性变形优于黏性流动。硫化过程使EPDM颗粒细化导致PP分子链结晶受阻。     

动态硫化过程中EPDM/PP热塑性弹性体的相态演变及流变行为

采用转矩流变仪制备三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体(EPDM/PP-TPV)。通过扫描电子显微镜观察二甲苯蚀刻后样品低温脆断面,并用旋转流变仪测试EPDM/PP-TPV的流变性能。扫描电镜分析结果表明,EPDM的充油量对EPDM/PP-TPV的相态结构有明显的调控作用,充油量达到30%时,体系分散程度最佳,硫化过程可实现相逆转;橡塑比对简单共混体系相态分布有明显调控作用,对动态硫化体系相态分布影响不大;适当提高转速会改善体系分散程度,转速为50 r/min时,交联EPDM颗粒粒径最小。流变性能测试结果表明,EPDM/PP-TPV试样在低频末端区会出现"第二平台",充油量为30%时,复数黏度最低,分散程度达到最佳,与扫描电镜分析结果一致;储能模量和损耗模量随着橡塑比的增大而增大,当橡塑比达到50/50时,整个频率范围内储能模量大于损耗模量;转速对EPDM/PP-TPV的复数黏度影响不大,转速为50 r/min时,储能模量达到最大值。     

HIPS/HDPE共混物的动态黏弹行为与相形态

采用动态流变测试和扫描电子显微镜技术,考察高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/高密度聚乙烯(HDPE)共混物的动态黏弹行为与相形态,对比1%(质量分数,下同)的纳米和微米CaCO_3对HIPS/HDPE(30/70)不相容共混物的增容效果。结果表明:当HDPE小于30%时,HIPS/HDPE共混物在低频区的复数黏度和储存模量均显示出明显的正偏差,而当HDPE大于30%时,则呈现负偏差;前者与HDPE和PB粒子间的相互作用相关,而后者归因于HDPE基体与PS分散相之间较弱的界面相互作用。当HIPS为基体时,HDPE分散相粒子呈现较宽的尺寸分布;而当HDPE为基体时,PS分散相呈现双模尺寸分布,对应于两种不同类型的PS分散相粒子的存在。1%的纳米CaCO_3对HIPS/HDPE(30/70)不相容共混体系起到了一定的增容效果,CaCO_3纳米粒子主要位于HIPS/HDPE相界面以及HDPE连续相内;而微米CaCO_3对该共混体系仅起到了增黏而非增容作用,CaCO_3微米粒子仅位于HDPE连续相内。     

利用超临界CO2调控聚合物二元共混物的相形貌及力学性能

共混物的相态结构在很大程度上决定了共混物的物理性质。本工作以超临界CO_2为溶剂,通过改变工艺来调控聚丙烯(PP)/三元乙丙橡胶(EPDM)共混物的相形貌,进而利用动态力学分析(DMA)仪研究其力学行为。结果表明,利用CO_2在PP和EPDM基体中较大的溶解度和溶胀度差异,在CO_2环境下退火处理PP/EPDM,可以显著增加EPDM相体积分数,进而促使EPDM相形貌从海-岛状结构向双连续结构转变。力学性能测试结果表明,在相同EPDM含量下,真空热退火后材料性能并没有发生显著变化,而经过CO_2退火后材料的储能模量和损耗模量均有提高,这意味着材料的刚性和韧性都得到提升。     

HDPE/UHMWPE共混物的动态流变性能

将少量超高分子量聚乙烯(UHMWPE)引入高密度聚乙烯(HDPE)构成共混体系,考察了共混物的动态流变行为随组成、温度、频率的变化规律。研究结果表明,体系储能模量、损耗模量、复数黏度随UHMPWE含量增加而增大;Han曲线斜率均小于2且不存在温度依赖性;Cole-Cole曲线均呈半弧形未表现出相分离特征,说明共混体系在熔体状态下并未发生分相过程;所有试样的时温叠加(TTS)主曲线在低频区并未出现特殊的粘弹松弛行为,而在高频区随着UHMWPE含量增加,时温叠加原理失效现象更加显著。     

聚丙烯/乙丙橡胶共混体系相分离的流变学表征方法

通过动态流变学方法研究了不同配比下聚丙烯/乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(PP/EPDM)共混体系相分离行为。结果表明,EPDM与PP相容性不佳,当EPDM质量分数达到20%即已发生相分离,在质量分数为50%时形成双连续相结构,在质量分数50%~60%时发生相反转。采用Cole-Cole曲线、Han曲线、van Gurp曲线等方法表征了PP/EPDM体系相分离行为,其中van Gurp曲线最为敏感。     

光缆护套料用高密度聚乙烯/线型低密度聚乙烯的界面作用与流变行为

采用熔融共混法制备了光缆护套料用高密度聚乙烯(HDPE)/线型低密度聚乙烯(LLDPE)与HDPE/茂金属线型低密度聚乙烯(m-LLDPE)2种共混物,讨论了共混物HDPE/LLDPE和HDPE/m-LLDPE及中密度聚乙烯(MDPE)与铝塑带之间的热合强度,并研究了共混物的力学性能、松弛行为及组分间的相容性。研究结果表明,HDPE/LLDPE(7∶3)共混物与铝塑带热合强度最高(27.2 N/cm);熔融状态下,低频区HDPE/LLDPE的lgG′-lgω与线性偏离,且松弛指数(λ)随HDPE含量增加先减小后增大,表明分子链缠结先增强再减弱,为非均相体系;HDPE/LLDPE只表现出1个熔融峰,表明共混物组分具有良好相容性;因分子界面多重叠,HDPE/LLDPE(7∶3)具有更小分散相尺寸(2.74 nm)与更高界面层厚度(1.02 nm),组分相容性最好,且与热熔胶乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的界面张力最小。可见,采用来源广、价格相对低廉的HDPE与LLDPE共混可实现替代MDPE制备光缆护套料。     

弹性体增韧聚丙烯共混体系的研究

用弹性体对聚丙烯(PP)增韧改性,探讨了基体树脂、POE/EPDM、HDPE的用量对共混体系力学性能的影响,并通过扫描电镜观察冲击断面,研究共混物的形态结构。结果表明,用POE橡胶来增韧和用EPDM增韧相比,前者使材料有更好的弯曲强度和弯曲模量;两者对拉伸强度的影响不大;后者使材料的冲击强度较大。     

高密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共混物的动态流变行为相形态及力学性能

通过熔融共混制备了不同质量比的高密度聚乙烯(HDPE)/乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共混物,采用旋转流变仪、扫描电镜及电子万能试验机等研究了共混物的动态流变行为、相形态及力学性能。结果表明,HDPE/EVA为不相容共混物,HDPE质量分数较高的共混物界面相互作用高于EVA质量分数较高的共混物,这就导致了HDPE质量分数较高的共混物中分散相尺寸更小。在50/50共混物中发现了明显的共连续相结构。HDPE与EVA共混后降低了HDPE相的熔点,提高了EVA相的熔点,这归因于EVA相对HDPE相的稀释作用以及HDPE相对EVA相的成核作用。当HDPE质量分数较高时,共混物的拉伸强度呈现出正偏差,而对于50/50的共混物以及EVA质量分数较高的共混物则显示出负偏差。断裂伸长率与拉伸强度的变化趋势相同,除了80/20共混物有所例外,这可能是由于该组成下共晶度较高所致。     

苯乙烯与丙烯酸改性PP/PS共混物的相形态与动态力学性能

制备了反应性单体(S t、AA)改性PP/PS共混物,用TEM、SEM、POM和DM A研究了改性对PP/PS共混物的相结构与动态力学性能的影响。结果表明,反应单体存在异相成核作用与增容作用,并促进PS在PP中的分散,分散相粒子尺寸和PP球晶尺寸明显变小,AA的异相成核作用比S t的大。反应性单体改性提高共混物的储存和损耗模量,AA单体改性共混物的储存模量(E′)和损耗能量(E″)比S t改性的高。     

HDPE/CIIR动态硫化共混物结构与性能研究——Ⅰ.制备工艺与力学性能

本文用动态硫化法,在Brabender塑化仪上对高密度聚乙烯(HDPE)/氯化丁基橡胶(CIIR)的配比、硫化剂用量以及混合时间、温度和速度进行了考察,制得了不同橡塑比和不同硫化剂用量的HDPE/CIIR共混物。结果表明;少量HDPE可赋予共混物远高于硫化CIIR的机械强度:硫化剂用量达15phr时,共混物仍具有热塑性;动态硫化增强了共混物的强度和弹性,HDPE/CIIR=30/70的动态硫化共混物具有最佳综合机械性能。     

剪切和拉伸流场对动态硫化EPDM/PP的力学性能与结晶结构的影响

利用以拉伸流场为主的叶片挤出机(VE)和以剪切流场为主的双螺杆挤出机(TSE)分别制备了不同组分比的动态硫化三元乙丙橡胶/聚丙烯(EPDM/PP)热塑性弹性体。通过对2种流场作用下共混物的力学性能、结晶熔融行为以及晶体形貌和晶体结构的对比分析,研究了拉伸流场对动态硫化EPDM/PP结构与性能的影响。结果表明,与双螺杆挤出机相比,由于拉伸流场更好的分散混合效果,EPDM/PP热塑性弹性体中的PP相能在较低温度结晶,共混物中PP相的晶体尺寸更小,分布更均匀,EPDM相与PP相界面结合更好,共混物的力学性能得到了显著提高;拉伸流场对EPDM/PP热塑性弹性体中PP相的晶格结构无影响,但对PP的结晶度影响较大。     

HDPE/PP的热导率和热扩散率

采用瞬态平面热源(TPS)技术,研究了不同共混比例的HDPE和PP共混物在不同注射工艺条件下的热导率和热扩散率。研究表明,室温下HDPE/PP共混物的热导率受注射工艺条件的影响较小,主要与共混比例有关,且随着HDPE的含量的增长基本呈线性增长关系;HDPE/PP共混物的热扩散率受注射工艺条件的影响较大,但在设定范围内可忽略其影响。     

FT-IR研究PP/EPDM共混物表面与本体的结晶形态

用FT-IR方法研究PP/EPDM共混物表面与本体的结晶形态,结果表明,随着EPDM含量的增加,997 cm-1吸收峰的位置不变,但峰宽变小,测算PP的结晶度的A998/A972比值随着变化;从表面与本体比较来看,一是表面PP结晶状态吸收峰是在997.0 cm-1,而本体在997.8 cm-1即向低波数方向移动;二是表面非结晶状态吸收峰972 cm-1增加较多,这都说明共混物表面与本体PP结晶度及形态有较大的差别.     

三螺杆动态混炼挤出EPDM/PP共混物拉伸强度的研究

在三螺杆动态混炼挤出机上,研究了不同橡塑比的(三元乙丙橡胶)EPDM/(聚丙烯)PP共混物经动态混炼和稳态混炼挤出后的拉伸性能.振动频率和振幅对共混物的拉伸强度均有很好的强化作用,并分析了振动力场对EPDM/PP共混物影响的规律和振动强化效果.