發(fā)布時(shí)間：2021-07-24 09:54

　　利用基于體積拉伸流變的新型葉片密煉機(jī)制備高密度聚乙烯（HDPE）/有機(jī)改性蒙脫土（OMMT）納米復(fù)合材料。研究拉伸流場(chǎng)作用下,蒙脫土含量對(duì)復(fù)合材料微觀相形態(tài)、熱學(xué)、流變和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,拉伸流場(chǎng)作用下,蒙脫土含量較大（5 phr）時(shí),其也可以在HDPE基體中理想分散,形成插層或/和剝離的結(jié)構(gòu);復(fù)合材料的熔點(diǎn)（T_m）和耐熱性能均有較大提高,結(jié)晶溫度T_c幾乎不變,結(jié)晶度呈先增加后降低的趨勢(shì);低頻區(qū)復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量G’、損耗模量G″和復(fù)數(shù)黏度η*均隨蒙脫土含量增加而增大;拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率先增加后降低,蒙脫土含量在2³ phr之間時(shí)有最大值,沖擊強(qiáng)度整體呈下降趨勢(shì)。 

【文章來源】：塑料工業(yè). 2017,45(03)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

新型葉片密煉機(jī)原理示意圖

塑料工業(yè)2017年圖2HDPE/OMMT納米復(fù)合材料XＲD圖Fig2XＲDpatternsofHDPE/OMMTnanocompositesa－1phrb－3phrc－5phr圖3HDPE/OMMT納米復(fù)合材料的TEM照片F(xiàn)ig3TEMsofHDPE/OMMTnanocompositeswithdifferentOMMTaddition圖4不同流場(chǎng)蒙脫土分散過程Fig4SchematicdiagramofOMMTdispersionatdifferentflowfields圖3是HDPE/OMMT納米復(fù)合材料的TEM照片。蒙脫土含量為1、3、5phr時(shí)，在HDPE基體中分散都較好，呈理想的剝離或/和插層結(jié)構(gòu)，這與XＲD分析結(jié)果相符;同時(shí)從a、b、c中還可看出，蒙脫土具有一定程度的自取向增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，這與新型葉片密煉機(jī)的自身塑化機(jī)理密切相關(guān)。由XＲD和TEM分析結(jié)果可知，新型葉片密煉機(jī)對(duì)于蒙脫土在聚合物中的分散和插層可以起到非常積極的作用，使其在聚合物基體中獲得較理想的插層或/和剝離結(jié)構(gòu)，且蒙脫土有一定程度的自取向增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。其機(jī)理如圖4所示，對(duì)于圖4a穩(wěn)定剪切，熔體速度梯度垂直于流動(dòng)方向，OMMT在垂直于片層的方向產(chǎn)生滑移，進(jìn)而高分子鏈段插層進(jìn)入蒙脫土片層中間;而新型葉片密煉機(jī)是基于拉伸流場(chǎng)，如圖4b，熔體速度梯度平行流動(dòng)方向，OMMT片層在平行于流動(dòng)方向上產(chǎn)生滑移，而且拉伸流場(chǎng)相比剪切流場(chǎng)對(duì)其中的固體粒子有更強(qiáng)的相互作用［10］，所以新型葉片密煉機(jī)更有利于蒙脫土在聚合物基體中分散及形成插層或/和剝離結(jié)構(gòu)。2.2HDPE/OMMT納米復(fù)合材料DSC分析圖5所示是HDPE/OMMT納米復(fù)合材料的DSC圖譜，DSC數(shù)據(jù)匯總于表1�？梢钥闯�，各蒙脫土含量復(fù)合材料的熔點(diǎn)Tm，相比純HDPE均提高約1～2℃(除3phr)，這歸因于MMT在聚合物基體中起到了異相成核的作用，使HDPE形成的片晶相比純HDPE更加完善，使Tm升高。但蒙脫土含量變化對(duì)于復(fù)合材料的Tm影響不大，約為128℃。結(jié)晶溫度

塑料工業(yè)2017年圖2HDPE/OMMT納米復(fù)合材料XＲD圖Fig2XＲDpatternsofHDPE/OMMTnanocompositesa－1phrb－3phrc－5phr圖3HDPE/OMMT納米復(fù)合材料的TEM照片F(xiàn)ig3TEMsofHDPE/OMMTnanocompositeswithdifferentOMMTaddition圖4不同流場(chǎng)蒙脫土分散過程Fig4SchematicdiagramofOMMTdispersionatdifferentflowfields圖3是HDPE/OMMT納米復(fù)合材料的TEM照片。蒙脫土含量為1、3、5phr時(shí)，在HDPE基體中分散都較好，呈理想的剝離或/和插層結(jié)構(gòu)，這與XＲD分析結(jié)果相符;同時(shí)從a、b、c中還可看出，蒙脫土具有一定程度的自取向增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，這與新型葉片密煉機(jī)的自身塑化機(jī)理密切相關(guān)。由XＲD和TEM分析結(jié)果可知，新型葉片密煉機(jī)對(duì)于蒙脫土在聚合物中的分散和插層可以起到非常積極的作用，使其在聚合物基體中獲得較理想的插層或/和剝離結(jié)構(gòu)，且蒙脫土有一定程度的自取向增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。其機(jī)理如圖4所示，對(duì)于圖4a穩(wěn)定剪切，熔體速度梯度垂直于流動(dòng)方向，OMMT在垂直于片層的方向產(chǎn)生滑移，進(jìn)而高分子鏈段插層進(jìn)入蒙脫土片層中間;而新型葉片密煉機(jī)是基于拉伸流場(chǎng)，如圖4b，熔體速度梯度平行流動(dòng)方向，OMMT片層在平行于流動(dòng)方向上產(chǎn)生滑移，而且拉伸流場(chǎng)相比剪切流場(chǎng)對(duì)其中的固體粒子有更強(qiáng)的相互作用［10］，所以新型葉片密煉機(jī)更有利于蒙脫土在聚合物基體中分散及形成插層或/和剝離結(jié)構(gòu)。2.2HDPE/OMMT納米復(fù)合材料DSC分析圖5所示是HDPE/OMMT納米復(fù)合材料的DSC圖譜，DSC數(shù)據(jù)匯總于表1�？梢钥闯�，各蒙脫土含量復(fù)合材料的熔點(diǎn)Tm，相比純HDPE均提高約1～2℃(除3phr)，這歸因于MMT在聚合物基體中起到了異相成核的作用，使HDPE形成的片晶相比純HDPE更加完善，使Tm升高。但蒙脫土含量變化對(duì)于復(fù)合材料的Tm影響不大，約為128℃。結(jié)晶溫度

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]聚乙烯/蒙脫土復(fù)合材料的結(jié)晶行為[J]. 解云川,范曉東,孔杰,喬文強(qiáng).  高分子材料科學(xué)與工程. 2005(03)



本文編號(hào)：3300428