動態(tài)剪切應力下高分子量組分誘導聚烯烴的結構與性能.pdf

1、作為世界上產(chǎn)量最大的通用塑料—聚烯烴塑料，由于其實際強度和模量值與理論值有很大差距，因而獲取高性能的聚烯烴塑料已成為廣泛而深入的研究開發(fā)課題。常規(guī)的增強改性聚烯烴塑料的方法是共混和填充。前者就是借助工程塑料的高強度和高模量的優(yōu)點來達到增強改性的目的，后者則是利用無機粒子或纖維填充增強改性，但上述方法存在諸如界面粘接強度、流動性、分散性等一系列問題，相比之下，利用通用塑料良好的加工性能與聚烯烴共混來增強改性有著重要的意義，但往往其改性效果

2、不是很好，常要通過特殊的加工設備，控制共混物的結晶、取向及晶體形態(tài)等凝聚態(tài)結構，從而達到提高制品力學性能的目的。 本論文研究了三種復合體系在剪切場中的結構與性能。對于HDPE(607OEA)/HMWPE體系，動態(tài)試樣MD方向上HMWPE含量在2％到6％之間，拉伸強度大幅增加，最高比靜態(tài)純樣提升了75％，相對于動態(tài)的純樣也從33MPa提高了49MPa，漲幅約48％，TD方向上在2％時達到44MPa的極值，整個趨勢看出體系基本實現(xiàn)了

3、雙向增強。從電鏡照片看到在添加了HMWPE的共混體系，在剪切場作用下形成了相互連接的片晶，構成了網(wǎng)狀串晶，我們認為這種特殊的結構應該是連續(xù)往復的強剪切力和高分子量聚乙烯聯(lián)合誘導作用的結果。 在均聚聚丙烯PP(K1008)中加入少量高分子量聚丙烯(HMWPP)提高了共混物在流動方向上的拉伸強度和沖擊強度，特別是沖擊強度被大大地提高了(提高約170％)，即使與純PP的動態(tài)試樣相比也提高了100％。由此可斷定高分子量聚丙烯(HMWPP

4、)對PP的誘導作用是顯著的。然而，垂直于流動方向上的強度卻變化不大；從共混體系PP(K1008)/HMWPP的WAXD曲線中可以看出，靜態(tài)試樣中一般沒有生成β晶型，而在動態(tài)試樣中(包括芯層、表層、剪切層)明顯出現(xiàn)了β晶型，這解釋了共混物沖擊性能大大提高的現(xiàn)象，由DSC的測試結果也同樣能證明β晶的存在。根據(jù)SEM照片我們可以看出，在表層和芯層是未取向的球晶，而在剪切層是取向極為規(guī)整的片晶和串晶結構。這種獨特的結構是共混物機械性能提高的一個

5、重要保證。在共聚聚丙烯PP(K8303)中加入少量高分子量聚乙烯(HMWPE)后，共混物PP(K8303)/HMWPE的動態(tài)試樣在流動方向上的拉伸強度得到了較大的提高，與靜態(tài)試樣相比最大提高量達67％(從25.8MPa到43.1MPa)，就是與純PP(K8303)的動態(tài)試樣相比最大提高量也達51％(從25.8MPa到43.1MPa)，當HMWPE的含量為5％時拉伸強度有一個極值。然而，添加HMWPE對靜態(tài)試樣和動態(tài)試樣在ID方向上的拉伸

6、性能卻無明顯的影響。從DSC看出，因為強剪切作用的存在，使得剪切層的結晶度都大于表層和剪切層，而WAXD曲線和PP(K1008)/HMWPP一樣，出現(xiàn)了β晶的峰。從SEM照片可知，PP(K8303)/HMWPE共混物的結構由于PP與HMWPE相容性不好而形成海島結構，其中含量較少的HMWPE作為分散相，而PP作為基體連續(xù)相。在剪切層中的分散相HMWPE的晶型是取向片晶，而在芯層和表層是未取向的片晶。我們猜測在剪切層中的片晶取向也是強度得