樊卫华[1]2006年在《具有优良刚性的增韧高密度聚乙烯工程塑料的研究》文中认为对高密度聚乙烯(HDPE)进行增韧，使这一大品种通用塑料能够作为工程塑料使用，是国内外研究开发新型工程塑料的一个重要方向。从目前国内外研究开发的情况看，用弹性体增韧的增韧效果最好，但是，一般的弹性体增韧使HDPE韧性大幅度提高的同时，刚性(拉伸屈服应力、弯曲弹性模量)却显着降低了；用刚性粒子(有机粒子、无机粒子)增韧，具有优良的刚性，但是，韧性提高的幅度小，而且主要适用于韧性已比较好的HDPE。因此，如何使弹性体增韧HDPE韧性大幅度提高的同时又能较高的保持优良的刚性，是亟待解决的具有重要科学技术意义和应用价值的课题。 本工作在分析出一般的弹性体增韧HDPE韧性大幅度提高的同时刚性显着降低在结构方面叁个原因的基础上，设计出了能呈现优良刚性的弹性体增韧HDPE必须具有的结构特征；为了获得好的技术／经济比，设计采用增韧母料(TMB)工艺，即首先制备出具有所设计结构特征的TMB，用TMB与HDPE热机械共混制备增韧HDPE的过程中，将TMB的结构特征“移植”到增韧HDPE中。 基于此，运用本工作研究出的“聚合桥连接、动态硫化、微相分离”制备TMB的原理和技术，以2200JHDPE(记为E1)或5000SHDPE(记为E2)为基体树脂，乙丙弹性体和／或丁苯弹性体为增韧剂，加入架桥剂等，研制出了不同配方的称为E型的增韧母料(E-TMB，分为E1-TMB和E2-TMB)，将E-TMB与HDPE热机械共混，制备出了多种类型的增韧HDPE(HDPE／E-TMB)。采用分级提取、IR、TEM、PLM、DSC、DTA、SEM、电子万能试验机、毛细管流变仪等研究了E-TMB的化学与形态结构、熔体流动性，HDPE／E-TMB的形态结构、力学性能、脆韧转变机理，热性能、熔体流变行为、非等温结晶行为等，并提出和验证了表征聚合物、聚合物共混物熔体表观粘度(η_a)与温度(T)及剪切速率((?))关系的线性方程。得到了如下主要结果和结论： 1．在所研究的配方范围内，E1-TMB和E2-TMB中以接枝共聚物、交联聚合物形式存在的弹性体的含量分别为15.31％～25.56％(占弹性体总量的51.39％～76.03％)和9.99％～12.85％(占弹性体总量的29.60％～36.83％)，以接枝共聚物、交联聚合物形式存在的HDPE的含量分别为2.41％～11.51％(占HDPE总量的5.27％～19.10％)和4.09％～11.36％(占HDPE总量的7.98％～19.17％)，由于接枝共聚物的含量分别只有0.51％～4.49％和1.74％～2.34％，所以，这两类E-TMB中以接枝共聚物、交联聚合物形式存在的弹性体及HDPE的绝大多数，主要是以通过聚合桥链连接的
范萍[2]2001年在《辐照增容高密度聚乙烯/无机粒子填充体系的研究》文中研究表明本文采用γ射线和电子束辐照在聚乙烯主链上引入含氧极性基团，增加了HDPE与无机粒子的界面相容性，通过优选界面增容剂进一步增强了γ-HDPE与白云母的相容性。并针对增强增韧体系所存在的老化及分散问题进行了初步探讨。研究了界面增容剂对γ-HDPE/白云母力学性能的影响，通过SEM对该体系的形态结构进行了研究，探讨了界面增容剂的作用：研究了粒径对γ-HDPE/白云母填充体系力学性能的影响；采用超声作用改善无机粒子在聚乙烯中的分散状态；并对辐照聚乙烯及辐照聚乙烯/绢英粉共混体系的老化性能进行了初步探讨。结果表明：1．辐照增容方法适用于γ-HDPE/白云母体系，使该体系同时获得增强增韧效果。含有NH_2的双官能团试剂对γ-HDPE/白云母填充体系的界面有明显的增容效果，能使体系的强度和韧性均得到较大提高。2．粒径对γ-HDPE/白云母填充体系的力学性能有显着影响。在本实验条件下，含有40％、3μm的白云母粒子可使γ-HDPE/白云母/增容剂体系的屈服强度达到30.MPa，缺口冲击强度达到388J/m，分别为原料树脂的124％和185％2．超声波可促进无机粒子的分散，使γ-HDPE/无机粒子填充体系的力学性能提高。在本实验条件下，超声处理的最佳时间为20min，最佳功率为200W。3．辐照增容HDPE/STC材料的抗热氧老化性能较好。在热氧加速老化条件下，当热老化时间达到168h时，e-6098/STC体系的力学性能变化不大。材料有望用于对抗热氧老化性能无特殊要求的领域。4．在紫外光加速老化条件下，当老化时间达到168h时e-HDPE/STC体系的冲击强度与断裂伸长率较e-HDPE下降幅度较大。在要求材料具有耐紫外光老化性能的领域，需要提高e-HDPE/STC/F体系的抗光氧老化能力
傅轶[3]2003年在《紫外线/臭氧辐照氧化高密度聚乙烯填充体系的研究》文中进行了进一步梳理本文采用紫外线/臭氧(UVO)对高密度聚乙烯(HDPE)进行辐照氧化，在HDPE分子链上引入含氧极性基团，改善了HDPE与无机填料的相容性，促进填料粒子在基体中的均匀分散，从而使填充体系的力学性能得到显着提高。 本文研究了反应时间、环境温度、臭氧浓度、HDPE的粒径以及紫外线光强对UVO辐照氧化反应的影响；对引入的含氧极性基团的归属进行了研究；采用引入单一极性基团的方法研究经辐照氧化后所引入的各类含氧极性基团对填充体系相容性的贡献；选用绢英粉(STC-1、STC-2)、硅灰石(wallosnite)、蛋白石(opal)和CaCO_3五种填料，研究填料粒子的形态、粒径、元素组成、表面电位等物理、化学性质对填充体系相容性的影响，进而从填料的角度研究填充体系的增强增韧机理，进一步深入对辐照增容学术思想的研究。研究结果表明： 1．UVO辐照氧化后，HDPE分子链上引入了羟基、酯基、酮羰基、羧基和α，β-不饱和羧基等含氧极性基团，它们在红外光谱上分别对应于3532cm~(-1)、1767cm~(-1)、1730cm~(-1)、1719cm~(-1)和1697cm~(-1)处的吸收峰，为进一步认识辐照氧化产物提供了实验基础。 2．通过研究各种因素对辐照氧化反应的影响，表明羧酸类产物是整个辐照氧化反应的主要产物，其相对含量是其它几种极性基团的相对含量的10倍。实现了可控的辐照氧化反应，为工业化推广应用打下了基础。该方法是一种简便高效、环境友好的聚烯烃材料改性技术。 3．采用紫外光接枝方法分别在HDPE分子链上引入了酯基和羧基两种含氧极性基团，比较两种含氧极性基团对填充体系相容性的贡献，发现羧基更有利于填充体系相容性的改善。四川大学硕士学位论文 4.HDPE经辐照氧化处理后会发生降解反应，生成含氧比例较高的低分子产物，有利于HDPE与无机填料或其他聚合物之间相容性的改善。 5.形貌、粒径及粒径分布、元素组成、表面电位对填料粒子与基体树脂的相容性均有重要的影响。
连铁军[4]2002年在《电子束辐射高密度聚乙烯共混体系的研究》文中研究说明本文研究了电子束辐照高密度聚乙烯(HDPE)／绢英粉(STC)、高密度聚乙烯／尼龙6(PA6)共混体系的增容机理。对HDPE在电子束辐照下产生的结构变化进行了较深入的研究。通过HDPE结构变化分析了电子束辐照对HDPE／STC、HDPE／PA6共混体系相容性、结构与性能的影响。尝试通过原子力曲线的方法对e-HDPE／STC的界面层进行研究。在此基础上对e-HDPE／STC体系增强增韧机理提出了进一步的解释。研究结果表明： 1．电子束辐照后，HDPE分子链上引入了各种含氧极性基团，其中包括与单键相邻的羧基。与双键相邻的羧基。酮羰基和酯基，它们在红外光谱图中分别对应于1715cm~(-1)，1699cm~(-1)，1719cm~(-1)，1737cm~(-1)的红外吸收峰。 2．HDPE经电子束辐照后产生部分降解，可生成少量分子量较小的氧化低聚物，这类低聚物的含氧比例较大。 3．电子束辐照引入的含氧极性基团导致HDPE的极性增强，当辐照剂量为8Mrad时其表面张力由32.67dyn／cm增大到36.05dyn／cm，其中极性分量由6.30dyn／cm增大到9.61dyn／cm，氢键分量由1.21dyn／cm增大到1.74dyn／cm。表面张力氢键分量的增大表明HDPE形成氢键的能力有所增强。 4．电子束辐照引入的含氧极性基团改善了HDPE与PA6的相容性，从而提高了e-HDPE／PA6共混体系的力学性能；该体系对甲苯具有一定的阻隔性能。 5．推测出了e-HDPE／STC填充体系界面层的结构，对e-HDPE／STC填充体系增强增韧的效果提出了进一步的解释。
李世辉[5]2005年在《超声场致作用下高密度聚乙烯/SiO_2复合材料结构与性能研究》文中研究指明本论文针对熔融共混法制备聚合物/纳米无机粒子复合材料中纳米无机粒子难分散的问题,根据“超声空穴效应及超声与物质的相互作用”机理,利用自行研制的超声混炼装置制备了HDPE/SiO2 复合材料。对由超声混炼装置制备的复合材料的力学性能、流变性能及纳米粒子在复合材料中的分散情况进行了分析。实验结果表明:在聚合物纳米复合材料的制备过程中引入超声场致作用,复合材料的屈服应力、拉伸强度等力学性能可明显的提高,纳米复合材料的熔点不仅与纳米粒子的百分含量相关,还随着超声功率的增加而有规律的变化。将超声波引入熔融共混法制备聚合物纳米复合材料中,可提高纳米粒子的分散性,提高聚合物纳米复合材料的力学性能,为聚合物纳米复合材料的制备提供一种新的方法。
李姜[6]2005年在《聚合物共混物熔体在超声作用下的物理化学反应以及在注射过程中的结构演变》文中研究表明目前,国际上已不再将高分子材料加工视为单纯的物理成型过程,而是把它看作控制制品结构和性能的中心环节。开发新型的加工方法,以及研究加工过程中聚合物结构与性能的调控一直是高分子科学研究的热点。超声挤出技术是最近发展起来的用于改善聚合物可加工性的加工成型新方法,具有高效环保的特点。它将超声发生装置与普通的挤出机有机地结合起来,利用超声波高频低幅的振动来控制聚合物的结构,从而优化高分子材料的性能。在此基础上,本论文系统研究了超声挤出过程中共混物的原位增容作用,纳米复合材料的超声分散作用及其对宏观性能的影响,以及聚合物在超声作用下的降解和降粘,并提出了相应的机理。探讨了聚合物注射件的结构和性能在沿熔体流动方向上的变化规律。主要研究成果如下:(1) 利用自行研制的静态超声降解装置研究了聚酰胺6(PA6),叁元乙丙橡胶(EPDM)和聚苯乙烯(PS)熔体在超声辐照下的降解动力学。凝胶色谱或特性粘数测试结果表明,聚合物熔体的降解过程分为叁个阶段。EPDM和PS的超声降解仅包括分子链的断裂,且断裂位置位于碳-碳键,分子量随超声作用时间的增加先快速下降,然后缓慢下降,最后达到极限值。而对于PA6,由于其存在可反应的端基,超声降解包括断链和扩链两个竞争反应。PA6的断链位置位于酰胺键的C-N。在第一阶段,断链占优势,分子量变小;在第二阶段,扩链速率大于断链速率,分子量上升;进入第叁阶段后,扩链和断链均停止,降解反应结束。聚合物熔体在超声作用下的断链方式有两种:(1)无规断裂方式,发生在降解反应的初期,导致分子量分布变宽;(2)有规断裂,断裂发生在主链中部,导
张冬初[7]2012年在《高密度聚乙烯改性材料的断裂行为研究》文中研究指明本论文主要采用基本断裂功(EWF)方法研究了高密度聚乙烯(HDPE)/硅灰石/聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)与高密度聚乙烯(HDPE)/聚碳酸酯(PC)/聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)共混材料在低速拉伸作用应力下的断裂破坏行为。讨论了硅灰石和PC含量对复合材料的基本断裂功、塑性功等断裂功参数的影响；对双边缺口拉伸(DENT)试样在低速拉伸断裂过程中的能量耗散进行了合理的分割；将断裂韧性与冲击韧性进行了对比分析；通过扫描电镜(SEM)对HDPE/PC/POE-g-MAH共混物的聚集态结构和断裂形貌进行了观测，并与断裂行为参数的关系进行了比较和分析，从物质微观结构上寻求引起断裂功参数变化的根本原因。HDPE/硅灰石/POE-g-MAH复合材料的断裂行为表明：随硅灰石含量的增加，HDPE/硅灰石/POE-g-MAH复合材料的比基本断裂功we显着增加，比塑性功βw_p略有降低；复合材料的比基本断裂功we值主要取决于材料发生屈服后的断裂破坏行为，其比塑性功βw_p值也主要由材料屈服后发生塑性变形能力的大小来决定。HDPE/硅灰石/POE-g-MAH复合材料的缺口冲击实验表明：随着硅灰石用量的增加HDPE/硅灰石/POE-g-MAH复合材料的缺口冲击强度有很大程度的降低，将冲击韧性与断裂韧性对比分析发现，缺口冲击强度高的材料比基本断裂功we值却较小。对HDPE/PC/POE-g-MAH共混体系而言，随着聚碳酸酯(PC)含量的增加，HDPE/PC/POE-g-MAH共混材料的拉伸强度逐渐增加，然而其冲击强度值则随PC用量的增加显着降低，熔体流动速率变化不明显；we值随PC用量的增加显着升高，βwp值略有降低，HDPE/PC/POE-g-MAH共混物的断裂韧性以及塑性形变能力都主要取决于材料屈服后的行为；研究了试样厚度对HDPE/PC/POE-g-MAH共混材料断裂行为的影响，结果表明试样的比基本断裂功we随试样厚度的增大而减小，但比塑性功βw_p没有太大变化。SEM微观测试表明，HDPE/PC/POE-g-MAH共混物中，PC以球形颗粒分散在基体中。冲击试样的断裂表面粗糙，PC变形后以柱状形态插在基体中或剥落，在断裂表面上留下孔洞，PC粒子起到传递应力和稳定裂纹的作用；在低速拉力作用下，PC粒子变形、取向阻碍了预制裂纹的失稳扩展。
白娟[8]2005年在《高密度聚乙烯/增韧母料增韧体系研究—制备、结构与性能》文中研究说明使高密度聚乙烯(HDPE)这一大品种通用塑料能够作为工程塑料使用,是国内外研制开发新型工程塑料的一个努力方向。针对均聚HDPE韧性比较低的缺陷,国内外开展了大量的增韧改性HDPE的研究工作。相比较,用弹性体增韧的增韧效果最好。可是,一般的弹性体增韧HDPE,使HDPE韧性大幅度提高的同时,刚性(拉伸屈服应力,TYS;弯曲弹性模量,FM)却显着降低了。如何使弹性体增韧HDPE韧性大幅度提高的同时刚性不显着降低,一直是弹性体增韧HDPE急待解决的科学技术难题。 本工作首先分析了一般的弹性体增韧HDPE韧性大幅度提高的同时刚性显着降低的原因,认为主要在于增韧HDPE的结构:其一,HDPE是一类非极性、通常情况下易形成结晶的聚合物,与弹性体的相容性差,相界面结合力小,易发生界面脱粘,不能有效地在两相之间传递和分配应力与应变;其二,弹性体作为分散相,未适度交联,外力作用下易发生分子间滑脱而产生“空化”;其叁,欲呈现高的冲击强度,必须加大弹性体的质量分数,使增韧HDPE中刚性低的成分太多。从复合法则来看必将导致刚性的显着下降。加入相容剂共混,HDPE与增韧剂之间结合力不同程度提高了,有利于提高增韧效果,但是,要获得高韧性,弹性体的质量含量还必须相当大。依据弹性体增韧塑料的增韧理论和影响因素对增韧效果的影响规律,本工作设计出了能呈现出优良刚性的弹性体增韧HDPE应具有的结构特征:HDPE为连续相,弹性体为分散相;弹性体适度交联。和基体树脂间有化学键连接,尺寸细小均匀,其中包容有一定量的基体树脂,即呈胞状(香肠状)结构;HDPE结晶细化。 为了实现上述设计思想,并获得较佳的技术经济比,本工作首先以HDPE为基体树脂,乙丙弹性体(记为M)和/或丁苯弹性体(记为N)为增韧剂、采用多种特殊的技术,通过化学反应制备出了E型增韧母料(E-TMB),将E-TMB与HDPE热机械共混,制备出了具有优良刚性的增韧HDPE(HDPE/E-TMB)。采用分级提取、TEM、DSC、PLM、电子万能试验机、熔体流动速率仪、毛细管
何金名[9]2017年在《基于母粒法制备抗静电聚乙烯/炭黑/尼龙6复合材料的研究》文中指出首先通过熔融共混制备了聚乙烯(PE)/导电炭黑(CB)功能母料,研究了炭黑种类与聚乙烯基体支化结构对PE/CB复合体系导电性能的影响、各个复合体系的结晶与熔融行为以及通过动态流变分析了各个复合体系炭黑的导电逾渗值与流变转变值之间的内在联系,以此选择出导电性能最优、填充量最少的HDPE/CB体系作为导电增韧母粒,然后以乙烯-辛烯共聚物弹性体接枝马来酸(POE-g-MAH)为增容剂,制备了HDPE/CB/PA6复合材料,研究了增容剂POE-g-MAH和导电CB以及两相中HDPE与PA6的组成对HDPE/CB/PA6复合材料导电性能和力学性能的影响,最后还探讨了加工条件的改变对复合材料导电性能的影响。PE/CB复合体系导电性能研究结果表明:以五种聚乙烯基体中填充同一种导电炭黑时,HDPE/CB-1复合体系中导电炭黑的逾渗阈值最低,为3%wt左右。当分别填充叁种导电炭黑到同一基体时,在HDPE/CB-3体系中,CB-3添加量在2.0wt%左右时达到炭黑的导电逾渗阈值。故以HDPE/CB-3复合体系作为功能改性母粒。HDPE/CB-3/PA6复合体系导电性能研究结果表明:加入5wt%的增容剂和1.75wt%的CB-3且HDPE/PA6组成为35/65时,复合材料的体积电阻率约为1.25×108?·cm,达到抗静电材料的使用要求。HDPE/CB-3/PA6复合材料的力学性能研究结果表明:添加增容剂和导电炭黑且HDPE/PA6组成为35/65的复合体系与未添加增容剂和导电炭黑的HDPE/PA6复合体系相比,复合材料的断裂伸长率从7.4%增加到251%,断口冲击强度由7.1kJ/m2增加到53.7kJ/m2,而拉伸强度变化不大。而与纯PA6相比,复合材料的断裂伸长率从88%增加到251%,缺口冲击强度从12.5kJ/m2增加到53.7kJ/m2,而拉伸强度却有一定程度的降低。对PE/CB复合体系试样断面的微观形态进行了观察,结果表明:各个PE/CB体系中的导电炭黑粒子在聚乙烯基体中的分散性差异不大且与基体相容性都较好。而在HDPE/CB/PA6复合体系试样断面的微观形态观察,结果表明:增容剂POE-g-MAH和炭黑粒子的添加增强了PA6与HDPE之间的界面黏合力,从而极大地改善了HDPE与PA6的相容性,同时炭黑粒子在两相基体中分散也较均匀。在熔融温度为230℃,螺杆剪切速率为50 r/min,混合时间为10min时,HDPE/CB/PA6复合材料的体积电阻率相比其他条件下有最小值,约为1.25×108?·cm。
张锋[10]2009年在《HDPE/木纤维复合材料力学性能与界面相容性研究》文中研究说明木塑复合材料是采用木纤维或者植物纤维与热塑性塑料复合,经过热压、熔融挤出等不同加工方式制成的绿色环保复合材料。这种新型材料结合了塑料和木材的双重优点,对于解决能源缺乏和环境污染具有十分重要的意义。但是作为增强材料的木纤维与聚合物基体极性相差很大,导致二者的界面相容性差,影响了复合材料的力学性能,因此如何改善木纤维与塑料基体的相容性是木塑复合材料研究的关键问题。本课题以木纤维/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料为研究对象,分别研究了木纤维表面改性处理、HDPE的γ射线辐照、以及自制界面相容剂对复合材料界面相容性与力学性能的影响。利用过氧化物作为引发剂,加入马来酸酐偶联把聚乙烯蜡接枝到杨木纤维表面上,接枝前后木纤维的红外光谱和色散自由能的显着变化证实了接枝反应的发生,并通过改性前后木纤维的重量变化计算了反应的接枝率;与未改性的木纤维相比,改性后木纤维填充HDPE复合材料的力学性能有较大提高,其拉伸、弯曲强度分别提高34.9%和29.2%。研究了HDPE经Co~(60)-γ射线辐照后结构的变化,以及HDPE的辐照改性对木纤维/HDPE复合材料力学性能的影响。实验结果表明,经γ射线辐照后,HDPE分子被引入了极性基团(羰基),增加了HDPE与木纤维的相容性,使复合材料的拉伸、弯曲、缺口冲击强度均得到较大幅度提高。扫描电镜对复合材料断面形态观察分析表明,木纤维表面接枝处理和HDPE的γ射线辐照均可以提高木纤维在聚合物基体中的分散性和与HDPE的界面粘结性。通过γ射线辐照与加入过氧化物两种引发方法制备了一系列界面相容剂马来酸酐接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-MAH),硅烷接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-VTMS)和马来酸酐、硅烷混合接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-MAH,VTMS),改善木塑复合材料界面相容性。结果表明自制界面相容剂均能大幅度提高木塑复合材料体系的力学性能,对比发现在γ射线剂量为30kGy辐照HDPE,MAH、VTMS按2:1复配,制备的相容剂HDPE-g-MAn,VTMS增容效果最好。利用差示扫描量热技术(DSC)研究了HDPE及提纯后的界面相容剂的非等温结晶动力学性质。Avrami方程,Ozawa方程和莫志深方法被用来研究聚合物的非等温结晶过程。结果发现,Avrami方程可以适用于描述聚合物结晶过程的初始阶段,Ozawa方程适合聚合物结晶的末期,而莫志深方法能很好的描述其结晶全过程。最后,利用Kissinger方程求得HDPE及自制界面相容剂的结晶活化能,发现叁种接枝物的的结晶活化能均比HDPE要低,说明接枝反应产生的极性支链对接枝物的结晶过程具有双重的作用,既阻碍了大分子链的运动,又充当了成核剂,使HDPE成核所需要的能量降低。
参考文献：
[1]. 具有优良刚性的增韧高密度聚乙烯工程塑料的研究[D]. 樊卫华. 郑州大学. 2006
[2]. 辐照增容高密度聚乙烯/无机粒子填充体系的研究[D]. 范萍. 四川大学. 2001
[3]. 紫外线/臭氧辐照氧化高密度聚乙烯填充体系的研究[D]. 傅轶. 四川大学. 2003
[4]. 电子束辐射高密度聚乙烯共混体系的研究[D]. 连铁军. 四川大学. 2002
[5]. 超声场致作用下高密度聚乙烯/SiO_2复合材料结构与性能研究[D]. 李世辉. 吉林大学. 2005
[6]. 聚合物共混物熔体在超声作用下的物理化学反应以及在注射过程中的结构演变[D]. 李姜. 四川大学. 2005
[7]. 高密度聚乙烯改性材料的断裂行为研究[D]. 张冬初. 湘潭大学. 2012
[8]. 高密度聚乙烯/增韧母料增韧体系研究—制备、结构与性能[D]. 白娟. 郑州大学. 2005
[9]. 基于母粒法制备抗静电聚乙烯/炭黑/尼龙6复合材料的研究[D]. 何金名. 湘潭大学. 2017
[10]. HDPE/木纤维复合材料力学性能与界面相容性研究[D]. 张锋. 东北林业大学. 2009