發(fā)布時間：2020-12-25 19:23

　　利用自行研制的葉片式混煉裝置,實現(xiàn)了正應(yīng)力支配下聚合物復(fù)合體系的熔融共混。實驗研究了混合順序以及混合時間對高密度聚乙烯(HDPE)/尼龍6(PA6)/碳納米管(CNTs)共混物的微觀結(jié)構(gòu)、流變特性、熱性能及宏觀力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:正應(yīng)力支配作用能在短混合時間內(nèi)實現(xiàn)PA6粒子和CNTs的均勻分散,分散效率高;相比于將HDPE,PA6,CNTs三者同時共混或者是先將PA6與CNTs混煉制成母料,再與HDPE共混這兩種混合順序,先將HDPE與CNTs混煉制成母料,再與PA6共混制得的共混物中分散相PA6粒徑最小,分散更均勻,共混物的熱性能以及力學(xué)性能更好。 

【文章來源】：材料工程. 2020年02期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

混合時間為60 s時不同混合順序下共混物熱重分析曲線

圖1為不同混合順序及不同混合時間下共混物的掃描電鏡圖。從圖1看出,PA6/HDPE兩相呈現(xiàn)出典型的“海-島”結(jié)構(gòu),PA6組分作為分散相呈現(xiàn)出“島”的樣貌。與HDPE相比,PA6和CNTs極性相近,親和力較強,且PA6黏度低,因此在混合過程中,CNTs更傾向于分布在PA6相中。如圖1(a)所示,隨著混合時間增加,PA6/CNTs+HDPE共混物的相界面和分散相的粒徑基本沒有變化,這是因為在共混初期CNTs就幾乎全部進入PA6相并在其中形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能幫助PA6抵抗共混過程中拉伸流場的破碎作用,減弱分散相粒子的形變程度,降低粒子破碎概率;從圖1(b)觀察到,隨著混合時間增加,HDPE/PA6/CNTs共混物的分散相在基體中分散更均勻且粒徑不斷減小,同時分布在兩相界面上的CNTs數(shù)量越來越少,相界面也越來越明顯。這是由于混合時間增加,越來越多的CNTs分散在PA6相中,導(dǎo)致在相界面起橋接作用的CNTs數(shù)量減少,從而使界面纏結(jié)程度降低,但相比PA6/CNTs+HDPE共混物,進入PA6相中的CNTs還不足以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以抵抗拉伸流場的破碎作用;與其他兩種混合順序比較,圖1(c)中HDPE/CNTs+PA6共混物分散相PA6在基體中分散更均勻且粒徑減小的幅度和速度更大。這是因為在該混合順序下隨著混合時間增加,CNTs大量分布于基體以及相界面上,一方面,存在于兩相界面上的CNTs將PA6粒子包裹起來,防止PA6粒子之間相互團聚形成大顆粒;另一方面,由于只有少量的CNTs進入PA6相,無法在其中形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),以抵抗拉伸流場的破碎作用。通過比較相同混合時間下3種混合順序共混物的微觀形態(tài)發(fā)現(xiàn),混合時間為120 s時,PA6/CNTs+HDPE共混物分散相PA6粒徑大,相界面幾乎沒有CNTs存在,兩相間界面明顯;HDPE/PA6/CNTs共混物分散相PA6粒徑較小,相界面有少量CNTs存在,兩相間有部分纏結(jié);而HDPE/CNTs+PA6共混物分散相PA6粒徑很小,相界面有大量CNTs存在,兩相間有大量纏結(jié)(圖1(c)中已標記)�？偠灾�,在混合順序HDPE/CNTs+PA6下,分散相粒徑最小且在基體中分散最均勻,同時CNTs能大量分布于HDPE/PA6兩相界面達到顯著的增容效果[13]。2.2 混合順序?qū)不煳锪髯冃阅艿挠绊?

混合時間為60 s時HDPE和PA6在不同混合順序下共混物中的DSC曲線

【參考文獻】：
期刊論文
[1]聚合物共混物增容技術(shù)及發(fā)展[J]. 馬鵬飛,王鑫,李棟輝,游峰,江學(xué)良,姚楚.  材料工程. 2019(02)
[2]碳納米纖維/高密度聚乙烯復(fù)合材料結(jié)晶行為和介電性能的研究[J]. 孫莉莉,鐘艷莉.  材料工程. 2013(04)

碩士論文
[1]體積拉伸式塑料混煉裝置開發(fā)及其在不同黏度差別體系中應(yīng)用[D]. 余忠偉.華南理工大學(xué) 2016
[2]偏心圓筒中拉伸-剪切流動比例的調(diào)節(jié)方法與原理[D]. 王小林.華南理工大學(xué) 2015
[3]共混改性制備抗菌性耐污染聚醚砜超濾膜的研究[D]. 黃星.中國海洋大學(xué) 2014
[4]碳納米管改性不相容共混物HDPE/PA6的研究[D]. 向芳明.西南交通大學(xué) 2011



本文編號：2938250