高密度聚乙烯(HDPE)是一種易成型、環(huán)保的熱塑性樹脂,被廣泛應(yīng)用于建筑、排水、包裝等領(lǐng)域。但是,由于其強(qiáng)度較低,實(shí)際應(yīng)用中易出現(xiàn)脆斷、開裂等問題。目前針對(duì)HDPE的改性處理主要采用無機(jī)粒子填充,而單一無機(jī)粒子對(duì)HDPE性能的提高比較單一,難以滿足實(shí)際成型質(zhì)量要求。為此,本文系統(tǒng)研究了擠出工藝條件下HDPE多元復(fù)合體系改性處理方法,基于碳酸鈣(CaCO3)、滑石粉(Talc)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)等制備了不同HDPE多元復(fù)合體系,通過研究其力學(xué)性能,界面性能、結(jié)晶性能、取向性等,探討了擠出工藝條件下不同復(fù)合體系的增強(qiáng)增韌機(jī)理,對(duì)于實(shí)現(xiàn)HDPE強(qiáng)韌化調(diào)控,改善提高HDPE成型制品綜合性能具有重要意義。(1)采用擠出成型制備了 HDPE/無機(jī)粒子復(fù)合體系,分別研究了粒子粒度、形態(tài)對(duì)HDPE擠出制品的力學(xué)性能的影響,探究了無機(jī)粒子表面性質(zhì)、分子鏈取向等對(duì)力學(xué)行為的影響,通過微觀形貌與結(jié)晶性能測試,分析了 HDPE/無機(jī)粒子復(fù)合體系的增強(qiáng)改性機(jī)理。并通過分析不同復(fù)合體系的結(jié)晶性能與真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線,揭示了擠出制品拉伸過程形變與結(jié)晶的關(guān)系。(2)具有短支鏈的LLDPE對(duì)HDPE微結(jié)構(gòu)影響較大,從而影響復(fù)合體系的力學(xué)性能。通過結(jié)晶性能測試及斷面形貌觀察,分析了 LLDPE對(duì)HDPE的成核機(jī)制、微結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)合不同配比HDPE/LLDPE復(fù)合體系擠出樣品的力學(xué)性能,分析了復(fù)合體系微結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能的關(guān)系,并從晶體結(jié)構(gòu)等方面深入解釋了 LLDPE對(duì)HDPE的增韌機(jī)理。進(jìn)一步研究了 HDPE/LLDPE/無機(jī)粒子復(fù)合體系的界面結(jié)合性和力學(xué)性能,分析了三元復(fù)合體系韌性與無機(jī)粒子表面活性、體系界面結(jié)合性能的關(guān)系,通過結(jié)晶性能分析,揭示了不同無機(jī)粒子的三元復(fù)合體系增韌機(jī)理。(3)對(duì)比分析了不同偶聯(lián)處理方法對(duì)三元復(fù)合體系界面結(jié)合性的影響,通過預(yù)處理方法,制備了分別采用CS-201、CS-101、KH-151三種偶聯(lián)劑處理的復(fù)合體系擠出制品,通過微觀形貌及沖擊韌性測試確定了改性效果最佳的偶聯(lián)劑CS-201,探討了分子鏈與反應(yīng)基團(tuán)不同的偶聯(lián)劑對(duì)復(fù)合體系的界面改性機(jī)理,通過擠出樣品力學(xué)性能測試,及結(jié)晶性能分析,解釋了界面改性對(duì)復(fù)合體系的增韌改性機(jī)理。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ325.12;TB33
【部分圖文】：

圖１－１?ＨＤＰＥ擠出產(chǎn)品??Ｆｉｇ．?１－１?ＨＤＰＥ?ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｐｒｏｄｕｃｔｓ??１．２?ＨＤＰＥ改性方法??ＨＤＰＥ改性方法十分多樣化，根據(jù)性能要求，添加不同的材料與ＨＤＰＥ共混，??可以使ＨＤＰＥ獲得高強(qiáng)度、高韌性、阻隔性、耐磨性、導(dǎo)電性等性能，因此ＨＤＰＥ??改性可根據(jù)改性目標(biāo)，分為增強(qiáng)改性、增靭改性、導(dǎo)電改性、阻燃改性等［５］。由??于ＨＤＰＥ制品因強(qiáng)度低和韌性差導(dǎo)致其擠出制品成型質(zhì)量達(dá)不到實(shí)際使用要求，??因此增強(qiáng)改性與增初改性一直是ＨＤＰＥ改性工作的重點(diǎn)。??１．２．１増強(qiáng)改性??聚合基體中加入增強(qiáng)劑或活性填料形成復(fù)合材料，通過復(fù)合來顯著提高材料??的力學(xué)強(qiáng)度，稱為增強(qiáng)改性。已被人們所熟知的ＨＤＰＥ增強(qiáng)方式根據(jù)添加物質(zhì)??的不同，可分為填料增強(qiáng)改性、纖維増強(qiáng)改性、液晶增強(qiáng)改性等。??（１）通過添加増強(qiáng)填料實(shí)現(xiàn)材料改性的方法稱為填料增強(qiáng)改性。粉狀填料??

在電熱鼓風(fēng)千燥箱中８（ＴＣ干燥８ｈ。再次通過雙螺桿擠出機(jī)熔融塑化后，原??料經(jīng)在模具中成型，通過雙棍擠壓冷卻定形，得到ＨＤＰＥ二元復(fù)合體系擠出樣??品。圖２－１為ＨＤＰＥ復(fù)合體系擠出成型過程，規(guī)定擠出方向（Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）??為?ＥＤ，橫截面方向（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）為?ＴＤ。???Ｕ?Ｑｙ／?ＥＤ?Ｊｉｍ??圖２－１?ＨＤＰＥ復(fù)合體系擠出制品成型過程??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?ｅｘｔｍｓｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ＨＤＰＥ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｓｙｓｔｅｍ??１２??

２－５為不同配比ＨＤＰＥ／ＣａＣ０３復(fù)合體系彈性模量，顯示了?ＨＤＰＥ／ＣａＣ〇３復(fù)合體系??彈性模量與理論值變化趨勢相同。在彈性變形階段，樣品受到外力作用時(shí)，基體??通過界面將力傳遞給無機(jī)粒子，無機(jī)粒子承受更多的力，結(jié)合圖２－６配比為８０／２０??的不同粒度的ＨＤＰＥ／?ＣａＣ０３斷面形貌比較可知，４００?Ｍ碳酸鈣與ＨＤＰＥ的界面??總面積比１２５０?Ｍ小，在外力作用下，１２５０?Ｍ碳酸鈣可承受更多的力，因此１２５０??Ｍ碳酸鈣復(fù)合材料的彈性模量比４００?Ｍ碳酸鈣的高。??８００?－?ＭＣａＣＱ．４００Ｍ??．國?ＣａＣ〇３?１２５０Ｍ?圍??７００?－卜＝－＝＾?Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ?ｖａｌｕｅ?｜——，??？?６００?－?Ｊ?讓??ｉ?５００?：?■?１?８?■■??２〇〇?Ｉ?卜■?Ｕ魏：Ｍ??１０?２０?３０?４０?５０??Ｃｏｎｔｅｎｔ?ｏｆ?ＣａＣ〇３（ｗｔ％）??圖２－５不同配比ＨＤＰＥ／ＣａＣ０３復(fù)合體系彈性模量比較??Ｆｉｇ．?２－５?Ｔｈｅ?ｅｌａｓｔｉｃ?ｍｏｄｕｌｕｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒａｔｉｏ?ＨＤＰＥ／ＣａＣ〇３?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｓｙｓｔｅｍｓ??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2840782