HDPE-PA共混阻隔材料的研究.pdf

1、高密度聚乙烯(HDPE)是一種來源廣泛、價(jià)格低廉、綜合性能良好的通用塑料。但由于它是非極性高聚物，溶解度參數(shù)與大多數(shù)烴類有機(jī)溶劑相近，因而耐有機(jī)溶劑的滲透性較差，而尼龍(PA)性能優(yōu)異，耐油性好。通過HDPE與PA共混制備合金，不僅可以提高HDPE的耐有機(jī)溶劑的滲透性能，而且可改善HDPE的力學(xué)性能，從而有利于進(jìn)一步拓寬HDPE的應(yīng)用領(lǐng)域。但因二者極性的差異使相容性很差，需要加入相容劑改善其相容性。本論文以HDPE-g-MAH作為相容劑

2、，制備了HDPE/PA/HDPE-g-MAH共混物。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、毛細(xì)管流變儀、X射線衍射(WAXD)、差示掃描量熱儀(DSC)和偏光顯微鏡(POM)等對(duì)HDPE/PA阻隔材料的力學(xué)性能、阻隔性能、形態(tài)結(jié)構(gòu)、流變性能和結(jié)晶性能等方面進(jìn)行了研究。同時(shí)，研究了HDPE/PA6、HDPE/PA11兩種不同共混體系下，PA類型對(duì)HDPE/PA共混阻隔材料的影響。 制備條件和力學(xué)性能研究結(jié)果表明，對(duì)HDPE/PA6共混體系

3、，剪切速率須在92S-1左右，制樣溫度需控制在220℃左右，才能使改性組分PA在HDPE中分布的形態(tài)結(jié)構(gòu)由液滴變成層狀。在相容劑含量(HDPE-g-MAH/HDPE=5％)相同的條件下，隨著PA含量的不斷增加，拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度都呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，在PA含量為15％時(shí)，拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度到達(dá)最高點(diǎn)。在尼龍含量w(PA/HDPE)=5％相同的條件下，對(duì)PA6共混體系來說，相容劑含量在10％左右時(shí)，共混物的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度最高；而

4、對(duì)PA11共混體系來說，相容劑含量在2％～5％之間時(shí)，共混物的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度最高。 在PA含量對(duì)共混物阻隔性能的影響中，在相容劑用量為15％條件下，PA6用量為15％時(shí)，阻隔性較純HDPE提高了2.58倍；PA11用量為10％時(shí)，阻隔性較純HDPE提高了1.97倍。同時(shí)，在HDPE/HDPE-g-MAH/PA11=100/5/2時(shí)阻隔性能達(dá)到最好，此時(shí)從SEM觀察可看出，PA以相互交疊的不連續(xù)的片層狀結(jié)構(gòu)分散于HDPE樹脂中

5、。 通過對(duì)阻隔材料流變行為研究發(fā)現(xiàn)，HDPE/HDPE-g-MAH/PA阻隔材料為假塑性流體，表現(xiàn)出切力變稀的現(xiàn)象。隨著相容劑的加入，HDPE/PA體系對(duì)剪切速率的敏感性增強(qiáng)；同時(shí)隨相容劑含量的增加，HDPE/HDPE-g-MAH/PA11體系表觀粘度呈下降趨勢(shì)，相容劑含量為2％時(shí)，表觀粘度最大；而HDPE/HDPE-g-MAH/PA6體系表觀粘度總體上呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，相容劑含量為8％時(shí)，表觀粘度最大。HDPE/PA阻

6、隔材料的粘流活化能隨著相容劑的加入整體上呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，對(duì)溫度的敏感性降低，因而加工過程中可選擇的較寬的加工溫度，易于成型加工。 采用DSC研究了HDPE及HDPE/PA阻隔材料的非等溫結(jié)晶熔融行為，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，HDPE/PA的熔點(diǎn)和結(jié)晶溫度與HDPE的相比有所升高；隨著相容劑(HDPE-g-MAH)含量的增加，共混物熔融熱焓先增加再減小，即相容劑含量為2％時(shí)，HDPE/PA6熔融共混物的放熱焓最大，結(jié)晶度也達(dá)到最大值，這與阻