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论文通过层状共混吹塑工艺制备了高密度聚乙烯(HDPE)/尼龙6(PA6)高阻隔性容器,在重点研究高阻隔性积层材料的制备工艺的基础上,考察了阻隔性能与工艺、相态和高密度聚乙烯/尼龙6共混物相容性的关系。
在尼龙6的改性研究中,通过红外光谱对改性后的尼龙进行了分析,发现增容剂CP(CPa,CPb)的引入改变了尼龙分子结构;同时在动态力学热分析中看到,改性后的尼龙动态力学曲线中CP的玻璃化温度消失,而且改性尼龙的玻璃化温度显著升高。这说明不同的增容剂(CPa,CPb)与尼龙6均能发生反应而CP被接到尼龙6的大分子链上。进一步的分析我们发现MPAa(经过CPa改性的尼龙)的玻璃化温度要比MPAb(经过CPb改性的尼龙)的玻璃化温度更高,这是因为CPa分子中大量的离子簇增强了CPa与尼龙大分子间的相互作用。尼龙的改性也提高了其对溶剂的阻隔性能,MPAa的阻隔性能要优于MPAb。
对高密度聚乙烯/尼龙-6共混物的增容研究中我们发现CP的加入能显著改善两者的相容性。通过对共混物进行动态力学热分析,我们发现MPAa与HDPE共混后其玻璃化转变温度显著地向低温方向移动,而MPAb与HDPE共混后其玻璃化温度几乎没有移动。原子力显微镜对共混物相态进行分析,发现PA/HDPE完全为两相分离体系,而CP的加入使得分散相细化,而且MPAa/HDPE共混物的相界面已经不太明显。这说明了增容剂CP起到了增容的作用,而且CPa是一个比CPb更为有效的增容剂。
论文讨论了不同加工工艺制备的材料的阻隔性能,并得到了最佳工艺。在积层材料中MPAa15的最佳添加量为15phr。而低剪切速率,低温下成型更利于积层相态的形成,制备的材料具有更好的阻隔性能。
通过对积层材料的相态分析我们发现MPAa系列制备的积层材料形成了清晰的,连续的积层相态,而相反,MPAb系列只形成了不连续的积层相态。