采用流變儀對(duì)不同比例的低密度聚乙烯/高密度聚乙烯（LDPE/HDPE）進(jìn)行了共混,研究了共混溫度、轉(zhuǎn)速和時(shí)間對(duì)LDPE/HDPE復(fù)合材料流變性能的影響。對(duì)不同比例的LDPE/HDPE進(jìn)行了X射線(xiàn)衍射（XRD）測(cè)試,分析其結(jié)晶性能。制備了LDPE/炭黑（CB）復(fù)合材料和LDPE/HDPE/CB復(fù)合材料,并對(duì)其正溫度系數(shù)（PTC）性能進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明,制備LDPE/HDPE復(fù)合材料的最佳工藝條件為:轉(zhuǎn)速50 r/min、溫度170℃、共混時(shí)間10 min;LDPE∶HDPE質(zhì)量比為1∶3時(shí)的復(fù)合材料結(jié)晶度最大;LDPE/HDPE/CB復(fù)合材料與LDPE/CB復(fù)合材料相比具有較高的PTC轉(zhuǎn)變溫度及更高的PTC強(qiáng)度。 

【文章來(lái)源】：塑料助劑. 2016,(05)

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LDPE/HDPE在不同溫度時(shí)的

塑料助劑2016年第5期(總第119期)子結(jié)構(gòu)相關(guān)。LDPE和HDPE在升高溫度時(shí)都加速了鏈段運(yùn)動(dòng)，在剪切作用下鏈段排列更為有序，減小了分子間的摩擦作用，表現(xiàn)為平衡扭矩值的降低�？紤]到溫度過(guò)高，熔融粘度變化不大，而高溫會(huì)使材料發(fā)生老化、分解等造成材料結(jié)構(gòu)的破壞，使材料綜合性能下降，故確定170℃為試樣共混的最佳溫度。2.2共混速度對(duì)復(fù)合材料流變性能的影響在170℃下，以轉(zhuǎn)速為變量，觀(guān)察范圍為40～80r/min，觀(guān)察平衡扭矩值的變化，如圖2所示。圖2LDPE/HDPE在不同轉(zhuǎn)速下的平衡扭矩值Fig．2BalancetorqueofLDPE/HDPEatdifferentrotatespeed從圖2可以看出，1#～5#試樣的平衡扭矩值都隨著轉(zhuǎn)速的增大而增大，只是增大幅度不同。40～50r/min，平衡扭矩值的增大幅度較小，此時(shí)的曲線(xiàn)相對(duì)于50～80r/min的曲線(xiàn)要平緩很多。聚乙烯是非牛頓流體，具有剪切變稀現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是因?yàn)榫酆衔锶垠w中的分子鏈之間相互纏繞，在不受應(yīng)力作用時(shí)，分子鏈?zhǔn)且詿o(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)的形式存在的，而當(dāng)受到外界應(yīng)力發(fā)生流動(dòng)時(shí)，分子鏈發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)分子間纏繞逐步解體，表現(xiàn)出平衡扭矩值下降。當(dāng)剪切速度增大到一定值時(shí)，聚合物的分子纏繞解體速度抵不過(guò)分子鏈段的彈性作用，繼續(xù)增大剪切速率，就會(huì)發(fā)生加工時(shí)所需扭矩增大的現(xiàn)象。在40～50r/min轉(zhuǎn)速時(shí)，曲線(xiàn)表現(xiàn)出明顯的平緩階段，這時(shí)分子纏繞解體速度與分子鏈段的彈性作用相當(dāng)，考慮到共混時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)這一因素，確定轉(zhuǎn)速為50r/min。2.3共混時(shí)間對(duì)復(fù)合材料流變性能的影響在170℃的溫度，50r/min的轉(zhuǎn)速下，以共混時(shí)間為變量，觀(guān)察平衡扭矩值的變化，如圖3所示。圖3LDPE/HDPE在不同共混時(shí)間的平衡扭矩值Fig．3BalancetorqueofLDPE/HDPEatdifferentblendingtimes在復(fù)合材料的熔融共混中

界應(yīng)力發(fā)生流動(dòng)時(shí)，分子鏈發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)分子間纏繞逐步解體，表現(xiàn)出平衡扭矩值下降。當(dāng)剪切速度增大到一定值時(shí)，聚合物的分子纏繞解體速度抵不過(guò)分子鏈段的彈性作用，繼續(xù)增大剪切速率，就會(huì)發(fā)生加工時(shí)所需扭矩增大的現(xiàn)象。在40～50r/min轉(zhuǎn)速時(shí)，曲線(xiàn)表現(xiàn)出明顯的平緩階段，這時(shí)分子纏繞解體速度與分子鏈段的彈性作用相當(dāng)，考慮到共混時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)這一因素，確定轉(zhuǎn)速為50r/min。2.3共混時(shí)間對(duì)復(fù)合材料流變性能的影響在170℃的溫度，50r/min的轉(zhuǎn)速下，以共混時(shí)間為變量，觀(guān)察平衡扭矩值的變化，如圖3所示。圖3LDPE/HDPE在不同共混時(shí)間的平衡扭矩值Fig．3BalancetorqueofLDPE/HDPEatdifferentblendingtimes在復(fù)合材料的熔融共混中，共混時(shí)間直接影響導(dǎo)電填料在聚合物基體中的分散及分布情況，進(jìn)一步影響導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成，并最終影響材料的導(dǎo)電性能。從圖3可以看出，隨著共混時(shí)間的延長(zhǎng)，1#和5#試樣的平衡扭矩值變化不大，2#～4#試樣略有下降。10min之后，共混時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)，材料流變性變化不大，但長(zhǎng)時(shí)間的機(jī)械力會(huì)破壞粒子的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，而造成材料PTC性能的減弱。綜合以上分析，得出較為適合的共混工藝條件為170℃、50r/min下共混10min。2.4XRD分析圖4中是1#～4#試樣的XRD圖，四幅圖相比可以看出，他們的曲線(xiàn)非常相似，都是在21.5°附近出現(xiàn)首個(gè)尖峰，緊接著出現(xiàn)另一個(gè)較矮的尖峰，在19.5°附近出現(xiàn)一個(gè)非晶的矮寬峰，是散射峰，結(jié)晶度低的強(qiáng)度低，非晶的矮峰顯得比較大。圖中的晶面衍射峰強(qiáng)度可以代表這一試樣的結(jié)晶程度，強(qiáng)度越大結(jié)晶度越高，強(qiáng)度越小結(jié)晶度越低，圖4中已標(biāo)出各個(gè)晶面衍射峰的強(qiáng)度的具體數(shù)值。圖4中圖(a)～(d)分別是1#～4#試樣的XRD圖譜。圖(b)～(d)中的尖峰較圖(a)中的位置要高的

【參考文獻(xiàn)】：
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