硫酸鈣晶須填充聚乙烯體系的動態(tài)流變與結(jié)晶行為研究.pdf

1、本文選擇了不同分子鏈結(jié)構(gòu)類型的聚乙烯(HDPE、mPE、LLDPE、LDPE)作為基體與硫酸鈣晶須(CSW)熔融共混制備了聚乙烯(PE)/硫酸鈣晶須(CSW)復(fù)合材料，研究了晶須含量及聚乙烯分子鏈結(jié)構(gòu)的差異對填充體系Payne效應(yīng)、似固體行為、剪切變稀行為的影響及粘度的溫度依賴性；利用掃描電鏡對聚乙烯填充體系試樣斷面的微觀形態(tài)進(jìn)行了觀察表征，并采用DSC對復(fù)合試樣的熔融與結(jié)晶行為進(jìn)行了研究。
　　PE/CSW復(fù)合體系的動態(tài)流變實驗

2、結(jié)果表明：HDPE/CSW、mPE/CSW、LLDPE/CSW和LDPE-1/CSW體系分別在晶須的體積百分含量Φ達(dá)到一定值時會出現(xiàn)Payne效應(yīng)和流變的逾滲現(xiàn)象：在動態(tài)應(yīng)變掃描中儲能模量隨著應(yīng)變的增大出現(xiàn)大幅降低，在動態(tài)頻率掃描中出現(xiàn)了模量的第二平臺，表現(xiàn)出似固體行為特征。只有在LDPE-2/CSW體系中沒有觀察到Payne效應(yīng)和逾滲現(xiàn)象。實驗發(fā)現(xiàn)，體系動態(tài)流變測試中表征似固體行為的填料臨界濃度ΦC與出現(xiàn)Payne效應(yīng)時體系的填料臨界

3、濃度ΦP近似相等。對填充體系的剪切變稀行為的研究表明：在低頻區(qū)域，mPE/CSW和LLDPE/CSW體系中當(dāng)晶須含量大于15vol％的試樣才出現(xiàn)顯著的剪切變稀行為；LDPE-1/CSW及LDPE-2/CSW體系的所有試樣在測試中都表現(xiàn)出明顯的剪切變稀行為，且隨著晶須含量的增大，LDPE-1/CSW體系復(fù)數(shù)粘度隨頻率的增大而減小的現(xiàn)象比LDPE-2/CSW體系更加顯著。對體系粘度-溫度依賴性的研究結(jié)果表明：在晶須體積含量達(dá)到15vol%之

4、前，各復(fù)填充體系的粘流活化能隨著晶須含量的增大而降低；當(dāng)晶須含量大于15vol%后，各填充體系的粘流活化能則隨著晶須含量的增大而快速增大。
　　本文對復(fù)合體系試樣斷面的微觀形態(tài)進(jìn)行了觀察，結(jié)果表明：HDPE/CSW、mPE/CSW及LLDPE/CSW體系試樣中，晶須與聚合物之間有明顯的相界面，晶須之間相互團(tuán)聚，且形成晶須束；在LDPE-1/CSW和LDPE-2/CSW體系試樣中，晶須與聚合物之間沒有相界面，說明晶須與聚合物相容性較

5、好。LDPE-1/CSW體系中晶須間存在一定的團(tuán)聚現(xiàn)象；LDPE-2/CSW體系中晶須沿著同一方向高度取向，且晶須表面都被聚乙烯緊緊包覆，晶須之間沒有形成團(tuán)聚結(jié)構(gòu)。
　　PE/CSW體系的熔融與結(jié)晶行為的研究結(jié)果表明：當(dāng)加入5vol%晶須之后，各填充體系的熔點均略有提高；當(dāng)晶須含量大于5vol%后，熔點降低。HDPE的結(jié)晶度因晶須的加入而降低，而mPE和LLDPE的結(jié)晶度會因少量晶須的加入提高。晶須對LDPE-1/CSW體系的熔融