玻纖(GF)-聚丙烯(PP)復(fù)合體系動(dòng)態(tài)流變學(xué)行為和結(jié)晶行為研究.pdf

1、填充聚合物體系的熔體流變行為不僅取決于填料本身的物理化學(xué)性質(zhì),還與相形態(tài)、填料與基體間的相互作用密切相關(guān),并進(jìn)而影響填充體系的加工性能和最終的使用性能?；趯W(xué)術(shù)研究和工業(yè)應(yīng)用的需要,對于復(fù)合體系形態(tài)結(jié)構(gòu)與熔體流變行為之間的關(guān)聯(lián)正成為近年來研究的熱點(diǎn)。但目前關(guān)于填充體系流變學(xué)的研究多基于顆粒填充體系,對具有各向異性的纖維填充體系流變行為的了解仍然有限,特別是對在外場力作用下纖維填充體系形態(tài)結(jié)構(gòu)的演變的理解非常不夠。本工作通過穩(wěn)態(tài)剪切實(shí)驗(yàn)方

2、法構(gòu)建單一剪切場,研究了玻纖(GF)/聚丙烯(PP)復(fù)合體系熔體無規(guī)和取向態(tài)下的動(dòng)態(tài)流變行為、形態(tài)結(jié)構(gòu)演變和結(jié)晶的關(guān)系。
　　首先通過200℃下的穩(wěn)態(tài)預(yù)剪切實(shí)驗(yàn),研究了剪切場下玻纖/聚丙烯復(fù)合體系的結(jié)晶行為和結(jié)晶形態(tài)。DSC和XRD的結(jié)果表明,對于PP/GF(處理)/PP-g-MA體系A(chǔ),PP結(jié)晶行為和結(jié)晶結(jié)構(gòu)與穩(wěn)態(tài)預(yù)剪切速率之間表現(xiàn)出一定的依賴性,在較低的剪切速率下(<3s-1),PP結(jié)晶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,α晶和β晶共存,同時(shí)有棒狀

3、晶體和針狀晶體等取向晶體形成,而在高剪切速率下,PP只以α晶型存在,結(jié)晶形態(tài)為球晶。而對于PP/GF(未處理)/PP-g-MA、PP/GF(處理)、PP/GF(未處理)等體系,剪切場對結(jié)晶行為和結(jié)晶形態(tài)影響不大,體系中PP晶型仍然為α晶型,PP晶體以球晶存在。
　　然后通過小幅振蕩剪切實(shí)驗(yàn)研究了取向態(tài)下復(fù)合體系的動(dòng)態(tài)流變行為。通過考察其流變參數(shù)的變化來研究取向態(tài)下復(fù)合體系熔體形態(tài)結(jié)構(gòu)的演變。結(jié)果發(fā)現(xiàn),PP/GF(處理)/PP-g-

4、MA體系的動(dòng)態(tài)模量和粘度隨著剪切速率的增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,而PP/GF(未處理)/PP-g-MA、PP/GF(處理)、PP/GF(未處理)等體系的模量和粘度則均隨著剪切速率的增大而減小。而且通過計(jì)算復(fù)合體系熔體中聚合物分子鏈的松弛時(shí)間,發(fā)現(xiàn)在適當(dāng)?shù)募羟兴俾氏聴l件下體系分子鏈的松弛時(shí)間會(huì)延長,且玻纖經(jīng)過表面處理后,也會(huì)延長體系中聚合物分子鏈的松弛時(shí)間。
　　根據(jù)玻纖/聚丙烯復(fù)合體系流變行為和結(jié)晶行為的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,初步闡明了玻纖

5、/聚丙烯復(fù)合體系熔體在剪切場下形態(tài)結(jié)構(gòu)的演變機(jī)理和模型。當(dāng)玻纖與聚丙烯基體間有較強(qiáng)相互作用條件下,適當(dāng)?shù)募羟袌鲎饔?玻纖-聚丙烯的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被拉伸,取向作用使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的有序度提高,故體系的模量和粘度均得到提高;而這種有序的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的存在使得取向的聚合物分子鏈在高溫條件下的松弛時(shí)間延長,其取向結(jié)構(gòu)能更多的被保留下來,從而在后續(xù)的結(jié)晶過程中誘導(dǎo)β晶的形成,并能得到更多的棒狀晶體及針狀晶體類的取向晶體;當(dāng)玻纖與聚丙烯基體間界面粘合較弱時(shí),