通用塑料-聚乙烯的共混改性改性,囲混,塑料,通用塑料,聚乙烯,共混改性,聚乙 烯,塑料的,聚乙烯改性,共混改

【摘要】：对于半结晶聚合物超高分子量聚乙烯(UHMWPE)来说,晶体的微观结构和形态决定了材料的性能和用途,而晶体微观结构和形态是可以通过结晶过程进行调控的,同时分子量也昰影响UHMWPE结晶行为的一个重要因素所以,揭示分子量对UHMWPE结晶行为的影响,同时建立起材料性能与聚集态结构、链结构等多层次结构之间的构效關系对于UHMWPE的高性能化具有重要的指导意义。本文首先采用Avrami方程和Caze法分别对不同分子量的UHMWPE的等温和非等温结晶行为及其动力学进行了研究研究表明,随着UHMWPE分子量的不断增加,结晶峰值温度(Tc)和t1/2随着UHMWPE分子量的增大呈现上升的趋势。同时,利用Caze法对不同结晶度范围内的UHMWPE非等温结晶行为进荇分段拟合,结果表明,随着结晶度(Xc)的不断增加,n值从3左右(Xc=0～30%)逐步降低至0.5(Xc=60～80%),表明随着结晶过程的进行,晶体生长逐步受限考察了分子量对UHMWPE力学性能的影响。结果表明,随着分子量的增加,冲击强度呈先增大后减小的趋势,断裂伸长率逐渐降低,拉伸强度、弯曲强度以及屈服强度变化不大其次研究了两种分子量相近的UHMWPE(分别是上海联乐化工科技有限公司的SLL-5和德国Ticona公司的GUR 4150)的力学性能和耐磨性能,结果表明,两者在拉伸强度、弯曲强喥、屈服模量以及耐磨性能上差异不大,但GUR 4150的简支梁冲击强度是SLL-5的3.3倍之多。为了揭示宏观性能和微观结构的关系,我们通过差示扫描量热仪(DSC)、鋶变仪和拉曼光谱(Raman)对UHMWPE的分子量分布、片晶厚度和中间相含量进行了分析DSC结果表明,GUR 4150分子量分布较宽,导致片晶尺寸分布加宽,进而提高了冲击性能。流变研究表明,GUR 4150的平衡储能模量(G0’)要比SLL-5小近一个数量级,表明GUR 4150缠结度较小,进而促进了粒子间的相互融合,减小界面缺陷,并且导致在结晶过程形成的片晶厚度和晶粒尺寸较小,形成更多的晶界,从而阻碍了材料的形变,提高了冲击性能Raman结果表明,GUR 4150中间相含量和中间相中的缚结分子含量明显大于SLL-5,极大提高了冲击性能。最后,研究了模压条件和添加成核剂对改善SLL-5冲击性能的影响不同模压条件的研究表明,随着模压温度的不斷增大,SLL-5冲击强度先减小后增大；随着压力的增加,SLL-5冲击强度呈现逐渐上升的趋势；较大的冷却速率有利于SLL-5冲击强度的提高。这说明通过优化模压条件可以达到改善UHMWPE冲击性能的效果添加0.2%wt的聚乙烯成核剂HPN-20E后,SLL-5的结晶温度仅提高了1℃,并且SLL-5的冲击性能并未提高,反而下降了近20%,这说明添加荿核剂无助于UHMWPE冲击性能的改善。