采用流變儀對不同比例的低密度聚乙烯/高密度聚乙烯（LDPE/HDPE）進行了共混,研究了共混溫度、轉(zhuǎn)速和時間對LDPE/HDPE復(fù)合材料流變性能的影響。對不同比例的LDPE/HDPE進行了X射線衍射（XRD）測試,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,并對其正溫度系數(shù)（PTC）性能進行了測試。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℃、共混時間10 min;LDPE∶HDPE質(zhì)量比為1∶3時的復(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強度。 

【文章來源】：塑料助劑. 2016,(05)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

LDPE/HDPE在不同溫度時的

塑料助劑2016年第5期(總第119期)子結(jié)構(gòu)相關(guān)。LDPE和HDPE在升高溫度時都加速了鏈段運動，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。考慮到溫度過高，熔融粘度變化不大，而高溫會使材料發(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共混速度對復(fù)合材料流變性能的影響在170℃下，以轉(zhuǎn)速為變量，觀察范圍為40～80r/min，觀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，此時的曲線相對于50～80r/min的曲線要平緩很多。聚乙烯是非牛頓流體，具有剪切變稀現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是因為聚合物熔體中的分子鏈之間相互纏繞，在不受應(yīng)力作用時，分子鏈是以無規(guī)線團的形式存在的，而當受到外界應(yīng)力發(fā)生流動時，分子鏈發(fā)生定向運動，同時分子間纏繞逐步解體，表現(xiàn)出平衡扭矩值下降。當剪切速度增大到一定值時，聚合物的分子纏繞解體速度抵不過分子鏈段的彈性作用，繼續(xù)增大剪切速率，就會發(fā)生加工時所需扭矩增大的現(xiàn)象。在40～50r/min轉(zhuǎn)速時，曲線表現(xiàn)出明顯的平緩階段，這時分子纏繞解體速度與分子鏈段的彈性作用相當，考慮到共混時間不宜過長這一因素，確定轉(zhuǎn)速為50r/min。2.3共混時間對復(fù)合材料流變性能的影響在170℃的溫度，50r/min的轉(zhuǎn)速下，以共混時間為變量，觀察平衡扭矩值的變化，如圖3所示。圖3LDPE/HDPE在不同共混時間的平衡扭矩值Fig．3BalancetorqueofLDPE/HDPEatdifferentblendingtimes在復(fù)合材料的熔融共混中

界應(yīng)力發(fā)生流動時，分子鏈發(fā)生定向運動，同時分子間纏繞逐步解體，表現(xiàn)出平衡扭矩值下降。當剪切速度增大到一定值時，聚合物的分子纏繞解體速度抵不過分子鏈段的彈性作用，繼續(xù)增大剪切速率，就會發(fā)生加工時所需扭矩增大的現(xiàn)象。在40～50r/min轉(zhuǎn)速時，曲線表現(xiàn)出明顯的平緩階段，這時分子纏繞解體速度與分子鏈段的彈性作用相當，考慮到共混時間不宜過長這一因素，確定轉(zhuǎn)速為50r/min。2.3共混時間對復(fù)合材料流變性能的影響在170℃的溫度，50r/min的轉(zhuǎn)速下，以共混時間為變量，觀察平衡扭矩值的變化，如圖3所示。圖3LDPE/HDPE在不同共混時間的平衡扭矩值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，隨著共混時間的延長，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，共混時間繼續(xù)延長，材料流變性變化不大，但長時間的機械力會破壞粒子的結(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，他們的曲線非常相似，都是在21.5°附近出現(xiàn)首個尖峰，緊接著出現(xiàn)另一個較矮的尖峰，在19.5°附近出現(xiàn)一個非晶的矮寬峰，是散射峰，結(jié)晶度低的強度低，非晶的矮峰顯得比較大。圖中的晶面衍射峰強度可以代表這一試樣的結(jié)晶程度，強度越大結(jié)晶度越高，強度越小結(jié)晶度越低，圖4中已標出各個晶面衍射峰的強度的具體數(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】：
期刊論文
[1]制備工藝對TiB2-CB/PE復(fù)合材料PTC性能的影響[J]. 施文照,杜曉東,詹馬驥,王夫成,郎經(jīng)緯.  機械工程材料. 2015(07)
[2]PVDF-HDPE雙相PTC材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能[J]. 左立增,方斌.  功能高分子學(xué)報. 2014(03)
[3]Ni@C/HDPE復(fù)合材料的制備及其正溫度系數(shù)性能研究[J]. 錢綮,胡彥杰,李春忠.  高分子學(xué)報. 2013(09)
[4]環(huán)氧樹脂基導(dǎo)電復(fù)合材料的PTC特性研究進展[J]. 唐婷,季鐵正,杜彥,李紅艷.  中國塑料. 2012(06)
[5]mPE/PE-LD/CB導(dǎo)電復(fù)合材料的制備與性能研究[J]. 張文龍,吳偉菊,戴亞杰,魯旭波,胡旭.  中國塑料. 2011(02)
[6]炭黑填充PE-HD/EVA/PE-LD導(dǎo)電發(fā)泡復(fù)合材料的阻溫特性[J]. 李繼新,王立巖,李素君,張木,吳全才.  中國塑料. 2010(09)
[7]體積膨脹的稀釋作用對聚合物基導(dǎo)電復(fù)合材料PTC效應(yīng)的影響[J]. 沈烈,徐建文,益小蘇.  復(fù)合材料學(xué)報. 2001(03)



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