硅酮粉改性超高分子量聚乙烯及其熔体纺丝加工性能

针对超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)熔体加工性能差的问题,应用硅酮粉,采用熔融共混方法对PE-UHMW进行改性,以提高其熔体加工时的流动性。通过扫描电子显微镜与能量色散谱(EDS)表征了硅酮粉在PE-UHMW中的分布,并采用熔体速率测试、旋转流变测试,分析了硅酮粉含量对PE-UHMW熔体流动速率与流变性能的影响。对改性后的PE-UHMW采用熔体纺丝法制备了PE-UHMW单丝,并进行了拉伸强度测试。实验结果表明,随着硅酮粉的增加,其分散性逐渐变差,PE-UHMW熔体流动速率随硅酮粉含量先增加后降低,当硅酮粉质量分数达到4%,其熔体流动速率最高,复数黏度与储能模量最低,5%质量分数的硅酮粉在PE-UHMW基体中团聚较明显,改性后的PE-UHMW熔体流动性降低。熔体纺丝实验结果表明改性后的PE-UHMW可以通过普通单螺杆挤出机熔融挤出初生丝,经超倍热拉伸可以制备高强度单丝。当拉伸倍率为36时,质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW单丝拉伸强度最高,可达1565MPa。因此综合考虑加工性能与单丝强度,采用质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW较合适。

超高分子量聚乙烯/高密度聚乙烯共混体系动态流变行为及相容性研究

利用旋转流变仪研究了超高分子量聚乙烯/高密度聚乙烯(UHMWPE/HDPE)共混体系在180、190、200、210℃下的动态流变行为,并利用对数加和公式、van Gurp-Palmen (vGP)曲线和Cole-Cole曲线分析了共混物的相容性。结果表明,随着HDPE质量分数升高,共混熔体的缠结密度变小,非牛顿性减弱,复数黏度、复数模量降低,损耗因子升高;Carreau-Yasuda本构方程可较好地描述复数黏度的变化规律;动态流变分析表明UHMWPE/HDPE共混物具有较好的相容性,扫描电镜(SEM)图也证实了这一结论。

超高分子量聚乙烯与高密度聚乙烯共混板材制备工艺研究

采用两种工艺制备超高分子量聚乙烯与高密度聚乙烯共混板材,粉料板材是由混合粉料直接在单螺杆挤出机挤出制得,粒料板材是混合粉料在双螺杆挤出机共混造粒后由单螺杆挤出机挤出制得。采用微型显微镜、扫描电镜、万能材料试验机等研究制备工艺对两种板材的共混状态、弯曲性能和拉伸性能等的影响。研究发现,在板材成型过程中,粒料板材的扭矩比粉料板材的小,说明采用粒料更容易成型板材;用微型显微镜观察发现,粒料板材表面较光滑平整,凸点较少;粉料板材表面粗糙,凸点较多,塑化效果较差,双螺杆挤出机的强烈剪切混合作用有利于改善塑化效果,提高板材表面质量;扫描电镜观察发现超高分子量聚乙烯高度缠结和较高的黏度,使共混材料中超高分子量聚乙烯以分散相的形式分散在高密度聚乙烯连续相中,与粉料板材相比,粒料板材中超高分子量聚乙烯相畴比较小,分布比较均匀,界面层比较模糊,说明粒料板材中超高分子量聚乙烯与高密度聚乙烯相容性较好;分析比较粉料板材和粒料板材的力学性能,粒料板材的弯曲模量和弯曲强度较高,拉伸强度相近,断裂伸长率较高。

不同改性方法对超高分子量聚乙烯纤维蠕变行为的影响

超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)纤维因其优异的性能广泛应用于多个领域,但其在长时间负载下易蠕变的问题限制了其更广泛的应用。关于PE-UHMW纤维的研究多关注于纤维本身的蠕变性能优化,对蠕变过程和蠕变行为讨论较少。通过石墨烯共混改性和支化改性两种方法制备得到了不同性能的耐蠕变纤维样品,通过力学性能表征、40%断裂载荷下3 h的蠕变测试和差示扫描量热(DSC)测试,探讨了不同纤维的蠕变行为和对应的蠕变机理。实验对比了常规纤维、掺杂不同含量石墨烯的PE-UHMW纤维以及不同支化度的PE-UHMW纤维和商业耐蠕变纤维Dyneema DM20纤维,研究发现,共混改性和支化改性均能提高PE-UHMW纤维的耐蠕变性能,但表现出不同的蠕变行为和机理。石墨烯的添加能够有效降低PE-UHMW纤维的初始蠕变量,尤其是在石墨烯质量分数为8%时,纤维的蠕变变形减少了37.6%,当石墨烯质量分数大于8%后,初始蠕变量反而增加;支化改性对纤维蠕变性能的影响主要体现在恒定载荷下的抗形变能力。包含支链的纤维初始蠕变量要大于未改性纤维,但其在第二阶段的蠕变速率显著降低,显示出更好的耐蠕变性能。通过对蠕变曲线进行时间外推验证了改性纤维在长期载荷下的稳定性。石墨烯共混改性使纤维的DSC吸热峰值升高至146℃以上,支化改性纤维则展现3个独立吸热峰,表明支链引入新的微观结构。最后讨论分析了不同改性方法对PE-UHMW纤维蠕变行为的影响机制。

高密度聚乙烯与橡胶共混物的研究——Ⅰ.HDPE/SBR共混物

本文考察了HDPE/SBR共混物的拉伸、耐环境应力开裂、熔体流动等性能,并用差示扫描量热、扫描电镜、相差显微镜等方法研究了共混物的结构及其与性能的关系。结果表明部分SBR链段被HDPE晶区夹持,由于SBR链很长,每个分子可穿过多个晶区和非晶区,受外力时不易从晶区拨出,从而起连接分子的作用,使HDPE的拉伸强度、断裂伸长率、耐环境应力开裂等性能明显提高。

高密度聚乙烯/废橡胶胶粉共混物的改性研究

采用新的改性体系三元乙丙橡胶 (EPDM )、硅油、过氧化二异丙苯 (DCP)对高密度聚乙烯 /胶粉 (HDPE/SRP)共混物进行了研究 ,探讨了各改性剂用量对共混物力学性能的影响。结果表明 :EPDM用量为 10～ 15份 ,硅油用量为 4份 ,DCP用量为 0 .2份 ,共混物具有较好的力学性能。与未改性HDPE/SRP共混物相比 ,改性后共混物(EPDM为 10份 ,硅油为 4份 ,DCP为 0 .2份 )的冲击强度和断裂伸长率分别可以大幅度提高 ,并且胶粉含量越少 ,提高的幅度越明显。扫描电镜观察结果表明

高密度聚乙烯二元共混物的流变行为

测试了3种高密度聚乙烯(HDPE)二元共混物的低熔体流动速率(MFR)、表观黏度曲线、储能模量和损耗模量。结果表明,随着低MFR组分含量x的增加,共混物的MFR逐渐下降。可用指数衰减函数拟合共混物的MFR-含量x关系曲线。当低MFR组分含量x增加时,3种共混物发生剪切变稀的角频率减小,同一角频率下黏度值逐渐增大。通过非线性拟合Maxwell模型的方法获得共混物HDPE 9641/5000S的松弛时间谱。在同一松弛模量下,HDPE 9641/5000S(10/90,质量比)和HDPE 5000S松弛时间最长,HDPE 9641/5000S(50/50,质量比)居中,HDPE 9641最短。随着HDPE5000S在共混物中含量的增加,松弛时间谱曲线以短时区为轴心逆时针旋转,向长时区偏移。

聚丙烯/高密度聚乙烯高取向共混物的附生结晶

最近,聚合物之间的附生结晶引起人们的极大兴趣和关注。附生结晶是一种结晶物质在另一种结晶物质上的取向生长,二者之间有特殊的作用。这种附生作用对结晶聚合物共混体系的形态结构和性能有极为重要的影响。本工作以电子显微镜方法研究熔体拉伸直接导致等规聚丙烯(iPP)和高密度聚乙烯(HDPE)共混物附生结晶。

高密度聚乙烯与其他聚烯烃共混物高取向薄膜结晶结构的电子显微学研究

本文用透射电子显微镜方法研究了高密度聚乙烯(HDPE)与其它聚烯烃[包括线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、等规聚丙烯(iPP)、聚丁烯-1(PB-1)等]共混物高取向薄膜的结晶结构,其中聚烯烃组分含量为10%。在共混物熔体拉伸薄膜中,HDPE以高取向的片晶形式存在,片晶的生长方向垂直于拉伸方向。共混物中LLDPE、LDPE与HDPE形成共晶。与HDPE不相容的iPP、PB-1在共混体系中未观察到明显的相区存在。聚烯烃组分的加入,不仅影响HDPE的片晶尺寸,同时影响结构的对称性,即由纯HDPE的非对称“近单晶”结构变为对称的纤维结构。

双峰/单峰高密度聚乙烯共混物的动态流变行为

使用旋转流变仪研究了一种双峰高密度聚乙烯(HDPE)和单峰HDPE共混物在熔融状态下的动态流变行为,探讨了共混物的动态流变行为随不同组分含量、温度以及角频率的变化规律,并分析了共混物的相容性。结果表明:随着角频率的增加,双峰HDPE、单峰HDPE及其共混物熔体的复数黏度均呈现下降趋势,表现出假塑性流体的剪切变稀行为。共混物的零剪切黏度随单峰HDPE质量分数的升高出现了正偏差。所有样品的时温叠加主曲线在低频区未出现特殊的黏弹松弛行为,Cole-Cole曲线变化趋势一致,未出现相分离特征,说明双峰HDPE与单峰HDPE之间具有较好的相容性。

高密度聚乙烯/橡胶共混物的断裂特性

在室温下,对高密度聚乙烯/橡胶共混物的单边缺口试样进行拉仲断裂实验,测试了裂纹在亚稳临界扩展时的断裂韧性(G_(1c)),缺口敏感度(K_s)和材料断裂能量密度(W_o)。用扫描电子显微镜对共混物试样断口形貌进行了观察分析。实验结果表明,加入顺丁橡胶可以明显改善高密度聚乙烯的强韧性能。

尼龙6/高密度聚乙烯共混物吹塑瓶

尼龙6与高密度聚乙烯共混,以接枝聚乙烯作相容剂,提高了冲击强度,增大了熔体粘度。所制作的吹塑瓶既可满足气密性要求,又易于吹塑成型。

聚乙烯的降解氧化及对高密度聚乙烯/尼龙6共混物形态和性能的影响

采用将高密度聚乙烯(HDPE)先无氧热降解后氧气氧化的方式制备了氧化降解聚乙烯(ODPE),利用红外光谱等方法研究了氧化时间对ODPE中极性基团的种类和含量及ODPE含量对HDPE/PA6体系相形态和力学性能的影响。结果表明,在相对分子质量较低的ODPE链上引入了-OH、-C=O、-COOH等极性基团且随氧化时间延长,极性基团含量明显升高,其中羧基含量可达到0.069 mmol/g。随ODPE含量升高,HDPE/PA6共混体系的分散相粒径有明显的细化,粒径分布变窄,相界面变得模糊;共混材料的强度和韧性可同时得到明显的提高。

高密度聚乙烯/尼龙1010共混体系的研究

采用接枝共聚方法,合成了高密度聚乙烯与马来酸酐、甲基丙烯酸和丙烯酸丁酯的接枝共聚物增容剂,研究了增容剂中接枝单体的种类及含量和增容剂用量等因素对高密度聚乙烯/尼龙1010共混体系力学性能的影响,结果表明在不同类型的接枝共聚物中以聚乙烯马来酸酐接枝共聚物对HDPE/PA1010共混体系的增容效果最好,在接枝单体含量和增容剂用量分别为4％～6％和5％左右时,共混体系的力学性能最好。

聚丙烯/超高摩尔质量聚乙烯共混物的结构与性能研究

研究了不同物料比和加工工艺对聚丙烯 (PP) /超高摩尔质量聚乙烯 (UHMWPE)共混体系性能的影响。结果表明 ,PP/UHMWPE共混体系具有比单一组分更高的冲击性能 ,当体系中UHMWPE的质量分数为 60 %时 ,共混物的冲击强度高达 10 1kJ/m2 ,分别是PP的 1 8倍和UHMWPE的 1 3倍。将UHMWPE加入PP中可明显降低PP的摩擦系数 ,提高其耐磨性 ;而适量UHMWPE加入PP中 ,对UHMWPE的耐磨性能无不良影响。对以PP为连续相的共混体系 ,混炼方式对共混物的性能影响大。偏光显微镜分析表明 :当PP/UHMWPE共混体系中UHMWPE的质量分数大于 40 %时 ,就很难观察到明显的PP大球晶结构 ;DSC分析显示 ,PP/UHMWPE共混物出现了两纯组分熔点的结晶熔融峰 。

HDPE与超高分子量聚乙烯共混材料及其制备方法与应用

本发明公开了高密度聚乙烯（HDPE）与超高分子量聚乙烯共混材料及其制备方法与应用。该方法先将超高分子量聚乙烯用复合分散剂改性，复合分散剂为低熔点、低粘度的树脂与润滑剂复配；然后将改性后的超高分子量聚乙烯与弹性体、HDPE共混挤出。所得材料中超高分子量聚乙烯的质量分数（下同）10％-30％，复合分散剂2％～15％，

天津科大制备出增容超高分子量聚乙烯共混材料

天津科技大学采用自制甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝高密度聚乙烯（HDPE—g—GMA）作为增容剂来增容PA6／超高分子量聚乙烯（UHMWPE）共混物。HDPE—g-GMA对PA6／UHMWPE增容作用明显，使其冲击强度提高1倍。断裂伸长率提高3％。