新型叶片密炼机对HDPE/OMMT纳米复合材料结构与性能的影响
发布时间：2021-07-24 09:54
利用基于体积拉伸流变的新型叶片密炼机制备高密度聚乙烯（HDPE）/有机改性蒙脱土（OMMT）纳米复合材料。研究拉伸流场作用下,蒙脱土含量对复合材料微观相形态、热学、流变和力学性能的影响。结果表明,拉伸流场作用下,蒙脱土含量较大（5 phr）时,其也可以在HDPE基体中理想分散,形成插层或/和剥离的结构;复合材料的熔点（Tm）和耐热性能均有较大提高,结晶温度Tc几乎不变,结晶度呈先增加后降低的趋势;低频区复合材料的储能模量G’、损耗模量G″和复数黏度η*均随蒙脱土含量增加而增大;拉伸强度和断裂伸长率先增加后降低,蒙脱土含量在23 phr之间时有最大值,冲击强度整体呈下降趋势。
【文章来源】：塑料工业. 2017,45(03)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
新型叶片密炼机原理示意图
塑料工业2017年图2HDPE/OMMT纳米复合材料XＲD图Fig2XＲDpatternsofHDPE/OMMTnanocompositesa－1phrb－3phrc－5phr图3HDPE/OMMT纳米复合材料的TEM照片Fig3TEMsofHDPE/OMMTnanocompositeswithdifferentOMMTaddition图4不同流场蒙脱土分散过程Fig4SchematicdiagramofOMMTdispersionatdifferentflowfields图3是HDPE/OMMT纳米复合材料的TEM照片。蒙脱土含量为1、3、5phr时，在HDPE基体中分散都较好，呈理想的剥离或/和插层结构，这与XＲD分析结果相符;同时从a、b、c中还可看出，蒙脱土具有一定程度的自取向增强结构，这与新型叶片密炼机的自身塑化机理密切相关。由XＲD和TEM分析结果可知，新型叶片密炼机对于蒙脱土在聚合物中的分散和插层可以起到非常积极的作用，使其在聚合物基体中获得较理想的插层或/和剥离结构，且蒙脱土有一定程度的自取向增强结构。其机理如图4所示，对于图4a稳定剪切，熔体速度梯度垂直于流动方向，OMMT在垂直于片层的方向产生滑移，进而高分子链段插层进入蒙脱土片层中间;而新型叶片密炼机是基于拉伸流场，如图4b，熔体速度梯度平行流动方向，OMMT片层在平行于流动方向上产生滑移，而且拉伸流场相比剪切流场对其中的固体粒子有更强的相互作用［10］，所以新型叶片密炼机更有利于蒙脱土在聚合物基体中分散及形成插层或/和剥离结构。2.2HDPE/OMMT纳米复合材料DSC分析图5所示是HDPE/OMMT纳米复合材料的DSC图谱，DSC数据汇总于表1。可以看出，各蒙脱土含量复合材料的熔点Tm，相比纯HDPE均提高约1～2℃(除3phr)，这归因于MMT在聚合物基体中起到了异相成核的作用，使HDPE形成的片晶相比纯HDPE更加完善，使Tm升高。但蒙脱土含量变化对于复合材料的Tm影响不大，约为128℃。结晶温度
塑料工业2017年图2HDPE/OMMT纳米复合材料XＲD图Fig2XＲDpatternsofHDPE/OMMTnanocompositesa－1phrb－3phrc－5phr图3HDPE/OMMT纳米复合材料的TEM照片Fig3TEMsofHDPE/OMMTnanocompositeswithdifferentOMMTaddition图4不同流场蒙脱土分散过程Fig4SchematicdiagramofOMMTdispersionatdifferentflowfields图3是HDPE/OMMT纳米复合材料的TEM照片。蒙脱土含量为1、3、5phr时，在HDPE基体中分散都较好，呈理想的剥离或/和插层结构，这与XＲD分析结果相符;同时从a、b、c中还可看出，蒙脱土具有一定程度的自取向增强结构，这与新型叶片密炼机的自身塑化机理密切相关。由XＲD和TEM分析结果可知，新型叶片密炼机对于蒙脱土在聚合物中的分散和插层可以起到非常积极的作用，使其在聚合物基体中获得较理想的插层或/和剥离结构，且蒙脱土有一定程度的自取向增强结构。其机理如图4所示，对于图4a稳定剪切，熔体速度梯度垂直于流动方向，OMMT在垂直于片层的方向产生滑移，进而高分子链段插层进入蒙脱土片层中间;而新型叶片密炼机是基于拉伸流场，如图4b，熔体速度梯度平行流动方向，OMMT片层在平行于流动方向上产生滑移，而且拉伸流场相比剪切流场对其中的固体粒子有更强的相互作用［10］，所以新型叶片密炼机更有利于蒙脱土在聚合物基体中分散及形成插层或/和剥离结构。2.2HDPE/OMMT纳米复合材料DSC分析图5所示是HDPE/OMMT纳米复合材料的DSC图谱，DSC数据汇总于表1。可以看出，各蒙脱土含量复合材料的熔点Tm，相比纯HDPE均提高约1～2℃(除3phr)，这归因于MMT在聚合物基体中起到了异相成核的作用，使HDPE形成的片晶相比纯HDPE更加完善，使Tm升高。但蒙脱土含量变化对于复合材料的Tm影响不大，约为128℃。结晶温度
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚乙烯/蒙脱土复合材料的结晶行为[J]. 解云川,范晓东,孔杰,乔文强. 高分子材料科学与工程. 2005(03)
本文编号：3300428
【文章来源】：塑料工业. 2017,45(03)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
新型叶片密炼机原理示意图
塑料工业2017年图2HDPE/OMMT纳米复合材料XＲD图Fig2XＲDpatternsofHDPE/OMMTnanocompositesa－1phrb－3phrc－5phr图3HDPE/OMMT纳米复合材料的TEM照片Fig3TEMsofHDPE/OMMTnanocompositeswithdifferentOMMTaddition图4不同流场蒙脱土分散过程Fig4SchematicdiagramofOMMTdispersionatdifferentflowfields图3是HDPE/OMMT纳米复合材料的TEM照片。蒙脱土含量为1、3、5phr时，在HDPE基体中分散都较好，呈理想的剥离或/和插层结构，这与XＲD分析结果相符;同时从a、b、c中还可看出，蒙脱土具有一定程度的自取向增强结构，这与新型叶片密炼机的自身塑化机理密切相关。由XＲD和TEM分析结果可知，新型叶片密炼机对于蒙脱土在聚合物中的分散和插层可以起到非常积极的作用，使其在聚合物基体中获得较理想的插层或/和剥离结构，且蒙脱土有一定程度的自取向增强结构。其机理如图4所示，对于图4a稳定剪切，熔体速度梯度垂直于流动方向，OMMT在垂直于片层的方向产生滑移，进而高分子链段插层进入蒙脱土片层中间;而新型叶片密炼机是基于拉伸流场，如图4b，熔体速度梯度平行流动方向，OMMT片层在平行于流动方向上产生滑移，而且拉伸流场相比剪切流场对其中的固体粒子有更强的相互作用［10］，所以新型叶片密炼机更有利于蒙脱土在聚合物基体中分散及形成插层或/和剥离结构。2.2HDPE/OMMT纳米复合材料DSC分析图5所示是HDPE/OMMT纳米复合材料的DSC图谱，DSC数据汇总于表1。可以看出，各蒙脱土含量复合材料的熔点Tm，相比纯HDPE均提高约1～2℃(除3phr)，这归因于MMT在聚合物基体中起到了异相成核的作用，使HDPE形成的片晶相比纯HDPE更加完善，使Tm升高。但蒙脱土含量变化对于复合材料的Tm影响不大，约为128℃。结晶温度
塑料工业2017年图2HDPE/OMMT纳米复合材料XＲD图Fig2XＲDpatternsofHDPE/OMMTnanocompositesa－1phrb－3phrc－5phr图3HDPE/OMMT纳米复合材料的TEM照片Fig3TEMsofHDPE/OMMTnanocompositeswithdifferentOMMTaddition图4不同流场蒙脱土分散过程Fig4SchematicdiagramofOMMTdispersionatdifferentflowfields图3是HDPE/OMMT纳米复合材料的TEM照片。蒙脱土含量为1、3、5phr时，在HDPE基体中分散都较好，呈理想的剥离或/和插层结构，这与XＲD分析结果相符;同时从a、b、c中还可看出，蒙脱土具有一定程度的自取向增强结构，这与新型叶片密炼机的自身塑化机理密切相关。由XＲD和TEM分析结果可知，新型叶片密炼机对于蒙脱土在聚合物中的分散和插层可以起到非常积极的作用，使其在聚合物基体中获得较理想的插层或/和剥离结构，且蒙脱土有一定程度的自取向增强结构。其机理如图4所示，对于图4a稳定剪切，熔体速度梯度垂直于流动方向，OMMT在垂直于片层的方向产生滑移，进而高分子链段插层进入蒙脱土片层中间;而新型叶片密炼机是基于拉伸流场，如图4b，熔体速度梯度平行流动方向，OMMT片层在平行于流动方向上产生滑移，而且拉伸流场相比剪切流场对其中的固体粒子有更强的相互作用［10］，所以新型叶片密炼机更有利于蒙脱土在聚合物基体中分散及形成插层或/和剥离结构。2.2HDPE/OMMT纳米复合材料DSC分析图5所示是HDPE/OMMT纳米复合材料的DSC图谱，DSC数据汇总于表1。可以看出，各蒙脱土含量复合材料的熔点Tm，相比纯HDPE均提高约1～2℃(除3phr)，这归因于MMT在聚合物基体中起到了异相成核的作用，使HDPE形成的片晶相比纯HDPE更加完善，使Tm升高。但蒙脱土含量变化对于复合材料的Tm影响不大，约为128℃。结晶温度
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚乙烯/蒙脱土复合材料的结晶行为[J]. 解云川,范晓东,孔杰,乔文强. 高分子材料科学与工程. 2005(03)
本文编号：3300428
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