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

【文章來源】：塑料工業(yè). 2017,45(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

新型葉片密煉機原理示意圖

塑料工業(yè)2017年圖2HDPE/OMMT納米復合材料XＲD圖Fig2XＲDpatternsofHDPE/OMMTnanocompositesa－1phrb－3phrc－5phr圖3HDPE/OMMT納米復合材料的TEM照片F(xiàn)ig3TEMsofHDPE/OMMTnanocompositeswithdifferentOMMTaddition圖4不同流場蒙脫土分散過程Fig4SchematicdiagramofOMMTdispersionatdifferentflowfields圖3是HDPE/OMMT納米復合材料的TEM照片。蒙脫土含量為1、3、5phr時，在HDPE基體中分散都較好，呈理想的剝離或/和插層結構，這與XＲD分析結果相符;同時從a、b、c中還可看出，蒙脫土具有一定程度的自取向增強結構，這與新型葉片密煉機的自身塑化機理密切相關。由XＲD和TEM分析結果可知，新型葉片密煉機對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/和剝離結構，且蒙脫土有一定程度的自取向增強結構。其機理如圖4所示，對于圖4a穩(wěn)定剪切，熔體速度梯度垂直于流動方向，OMMT在垂直于片層的方向產生滑移，進而高分子鏈段插層進入蒙脫土片層中間;而新型葉片密煉機是基于拉伸流場，如圖4b，熔體速度梯度平行流動方向，OMMT片層在平行于流動方向上產生滑移，而且拉伸流場相比剪切流場對其中的固體粒子有更強的相互作用［10］，所以新型葉片密煉機更有利于蒙脫土在聚合物基體中分散及形成插層或/和剝離結構。2.2HDPE/OMMT納米復合材料DSC分析圖5所示是HDPE/OMMT納米復合材料的DSC圖譜，DSC數(shù)據(jù)匯總于表1。可以看出，各蒙脫土含量復合材料的熔點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于復合材料的Tm影響不大，約為128℃。結晶溫度

塑料工業(yè)2017年圖2HDPE/OMMT納米復合材料XＲD圖Fig2XＲDpatternsofHDPE/OMMTnanocompositesa－1phrb－3phrc－5phr圖3HDPE/OMMT納米復合材料的TEM照片F(xiàn)ig3TEMsofHDPE/OMMTnanocompositeswithdifferentOMMTaddition圖4不同流場蒙脫土分散過程Fig4SchematicdiagramofOMMTdispersionatdifferentflowfields圖3是HDPE/OMMT納米復合材料的TEM照片。蒙脫土含量為1、3、5phr時，在HDPE基體中分散都較好，呈理想的剝離或/和插層結構，這與XＲD分析結果相符;同時從a、b、c中還可看出，蒙脫土具有一定程度的自取向增強結構，這與新型葉片密煉機的自身塑化機理密切相關。由XＲD和TEM分析結果可知，新型葉片密煉機對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/和剝離結構，且蒙脫土有一定程度的自取向增強結構。其機理如圖4所示，對于圖4a穩(wěn)定剪切，熔體速度梯度垂直于流動方向，OMMT在垂直于片層的方向產生滑移，進而高分子鏈段插層進入蒙脫土片層中間;而新型葉片密煉機是基于拉伸流場，如圖4b，熔體速度梯度平行流動方向，OMMT片層在平行于流動方向上產生滑移，而且拉伸流場相比剪切流場對其中的固體粒子有更強的相互作用［10］，所以新型葉片密煉機更有利于蒙脫土在聚合物基體中分散及形成插層或/和剝離結構。2.2HDPE/OMMT納米復合材料DSC分析圖5所示是HDPE/OMMT納米復合材料的DSC圖譜，DSC數(shù)據(jù)匯總于表1�？梢钥闯�，各蒙脫土含量復合材料的熔點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于復合材料的Tm影響不大，約為128℃。結晶溫度

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



本文編號：3300428