HDPE多元复合体系挤出性能研究

发布时间：2020-10-14 14:23

　　 高密度聚乙烯(HDPE)是一种易成型、环保的热塑性树脂,被广泛应用于建筑、排水、包装等领域。但是,由于其强度较低,实际应用中易出现脆断、开裂等问题。目前针对HDPE的改性处理主要采用无机粒子填充,而单一无机粒子对HDPE性能的提高比较单一,难以满足实际成型质量要求。为此,本文系统研究了挤出工艺条件下HDPE多元复合体系改性处理方法,基于碳酸钙(CaCO3)、滑石粉(Talc)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)等制备了不同HDPE多元复合体系,通过研究其力学性能,界面性能、结晶性能、取向性等,探讨了挤出工艺条件下不同复合体系的增强增韧机理,对于实现HDPE强韧化调控,改善提高HDPE成型制品综合性能具有重要意义。(1)采用挤出成型制备了 HDPE/无机粒子复合体系,分别研究了粒子粒度、形态对HDPE挤出制品的力学性能的影响,探究了无机粒子表面性质、分子链取向等对力学行为的影响,通过微观形貌与结晶性能测试,分析了 HDPE/无机粒子复合体系的增强改性机理。并通过分析不同复合体系的结晶性能与真实应力应变曲线,揭示了挤出制品拉伸过程形变与结晶的关系。(2)具有短支链的LLDPE对HDPE微结构影响较大,从而影响复合体系的力学性能。通过结晶性能测试及断面形貌观察,分析了 LLDPE对HDPE的成核机制、微结构的影响,结合不同配比HDPE/LLDPE复合体系挤出样品的力学性能,分析了复合体系微结构及其力学性能的关系,并从晶体结构等方面深入解释了 LLDPE对HDPE的增韧机理。进一步研究了 HDPE/LLDPE/无机粒子复合体系的界面结合性和力学性能,分析了三元复合体系韧性与无机粒子表面活性、体系界面结合性能的关系,通过结晶性能分析,揭示了不同无机粒子的三元复合体系增韧机理。(3)对比分析了不同偶联处理方法对三元复合体系界面结合性的影响,通过预处理方法,制备了分别采用CS-201、CS-101、KH-151三种偶联剂处理的复合体系挤出制品,通过微观形貌及冲击韧性测试确定了改性效果最佳的偶联剂CS-201,探讨了分子链与反应基团不同的偶联剂对复合体系的界面改性机理,通过挤出样品力学性能测试,及结晶性能分析,解释了界面改性对复合体系的增韧改性机理。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ325.12;TB33
【部分图文】：

图１－１?ＨＤＰＥ挤出产品??Ｆｉｇ．?１－１?ＨＤＰＥ?ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｐｒｏｄｕｃｔｓ??１．２?ＨＤＰＥ改性方法??ＨＤＰＥ改性方法十分多样化，根据性能要求，添加不同的材料与ＨＤＰＥ共混，??可以使ＨＤＰＥ获得高强度、高韧性、阻隔性、耐磨性、导电性等性能，因此ＨＤＰＥ??改性可根据改性目标，分为增强改性、增靭改性、导电改性、阻燃改性等［５］。由??于ＨＤＰＥ制品因强度低和韧性差导致其挤出制品成型质量达不到实际使用要求，??因此增强改性与增初改性一直是ＨＤＰＥ改性工作的重点。??１．２．１増强改性??聚合基体中加入增强剂或活性填料形成复合材料，通过复合来显著提高材料??的力学强度，称为增强改性。已被人们所熟知的ＨＤＰＥ增强方式根据添加物质??的不同，可分为填料增强改性、纤维増强改性、液晶增强改性等。??（１）通过添加増强填料实现材料改性的方法称为填料增强改性。粉状填料??

在电热鼓风千燥箱中８（ＴＣ干燥８ｈ。再次通过双螺杆挤出机熔融塑化后，原??料经在模具中成型，通过双棍挤压冷却定形，得到ＨＤＰＥ二元复合体系挤出样??品。图２－１为ＨＤＰＥ复合体系挤出成型过程，规定挤出方向（Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）??为?ＥＤ，横截面方向（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）为?ＴＤ。???Ｕ?Ｑｙ／?ＥＤ?Ｊｉｍ??图２－１?ＨＤＰＥ复合体系挤出制品成型过程??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?ｅｘｔｍｓｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ＨＤＰＥ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｓｙｓｔｅｍ??１２??

２－５为不同配比ＨＤＰＥ／ＣａＣ０３复合体系弹性模量，显示了?ＨＤＰＥ／ＣａＣ〇３复合体系??弹性模量与理论值变化趋势相同。在弹性变形阶段，样品受到外力作用时，基体??通过界面将力传递给无机粒子，无机粒子承受更多的力，结合图２－６配比为８０／２０??的不同粒度的ＨＤＰＥ／?ＣａＣ０３断面形貌比较可知，４００?Ｍ碳酸钙与ＨＤＰＥ的界面??总面积比１２５０?Ｍ小，在外力作用下，１２５０?Ｍ碳酸钙可承受更多的力，因此１２５０??Ｍ碳酸钙复合材料的弹性模量比４００?Ｍ碳酸钙的高。??８００?－?ＭＣａＣＱ．４００Ｍ??．國?ＣａＣ〇３?１２５０Ｍ?圍??７００?－卜＝－＝＾?Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ?ｖａｌｕｅ?｜——，??？?６００?－?Ｊ?讓??ｉ?５００?：?■?１?８?■■??２〇〇?Ｉ?卜■?Ｕ魏：Ｍ??１０?２０?３０?４０?５０??Ｃｏｎｔｅｎｔ?ｏｆ?ＣａＣ〇３（ｗｔ％）??图２－５不同配比ＨＤＰＥ／ＣａＣ０３复合体系弹性模量比较??Ｆｉｇ．?２－５?Ｔｈｅ?ｅｌａｓｔｉｃ?ｍｏｄｕｌｕｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒａｔｉｏ?ＨＤＰＥ／ＣａＣ〇３?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｓｙｓｔｅｍｓ??
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 王国尧;查小月;张照;顾花林;赵刚;马俊霞;李亮;彭娅;;弹性体和成核剂协同改性聚丙烯研究进展[J];工程塑料应用;2015年04期

2 颜丙敏;贾晓鹏;秦杰明;孙士帅;周振翔;房超;马红安;;氮氢共掺杂金刚石中氢的典型红外特征峰的表征[J];物理学报;2014年04期

3 张广冬;郝昕玉;;工艺参数对挤出成型的影响分析[J];工程塑料应用;2014年01期

4 刘建华;乔明晓;;高密度聚乙烯增韧改性的研究进展[J];塑料科技;2013年03期

5 成升文;梁业兴;贺建平;冯鑫江;黄虹宾;;PE弯头管件的挤出压缩工艺研究[J];工程塑料应用;2012年09期

6 赵延华;韩旭;;傅里叶变换-红外光谱法快速测定面粉中滑石粉[J];理化检验(化学分册);2011年02期

7 高振滨;谷正;宋国君;李培耀;周连仲;;HDPE/LLDPE/OMMT纳米复合材料的结构与性能[J];塑料;2011年01期

8 刘秀玲;陈文泉;伍社毛;张立群;;挤出工艺对POE/PP热塑性硫化胶性能的影响[J];橡胶工业;2010年11期

9 王蕊;杨其;黄亚江;李光宪;王京辉;赖仁武;;不同分子量的高密度聚乙烯与茂金属线型低密度聚乙烯的相容性[J];高分子学报;2010年09期

10 王正祥;李文莲;谢安全;赖登旺;;滑石粉等填充改性高密度聚乙烯的性能研究[J];包装学报;2010年02期

相关博士学位论文 前2条

1 石行波;双峰HDPE树脂的结构及改性研究[D];北京化工大学;2012年

2 张帆;高流动性尼龙6的合成及结晶动力学研究[D];湖南大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 王鑫;硫酸钙晶须增强HDPE/PA6复合材料的制备及性能研究[D];武汉工程大学;2017年

2 龙洪生;长麻纤维增强HDPE复合材料的制备及性能研究[D];北京化工大学;2015年

3 高彬;黏度对具有复合增容界面的聚烯烃/尼龙6合金相态演变的影响[D];湖北大学;2013年

4 王芳;POM/HDPE/EVA共混物及其纳米复合材料力学性能的研究[D];华南理工大学;2012年

5 姚雪敏;等规聚丙烯力学性能与球晶结构关系的研究[D];天津大学;2010年

6 鲁姣明;相容性结晶/结晶聚合物共混体系独特结晶形态及结晶动力学的研究[D];北京化工大学;2009年

7 李小云;重质碳酸钙表面改性及其在聚合物中的应用[D];兰州大学;2008年

8 龚丽蓉;共混挤出法制备HDPE阻隔复合材料的研究[D];北京化工大学;2006年

9 王雪飞;钛酸酯偶联剂的制备及与无机填料作用机理的研究[D];武汉理工大学;2004年

10 章正熙;纳米CaCO_3的湿法表面处理及其对聚烯烃的增韧、增强改性研究[D];北京化工大学;2002年

本文编号：2840782