纳米无机填料/聚乙二醇对聚乙烯性能的影响

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本论文用颗粒纳米二氧化硅与PEG分别以质量比1:1,1.5:1,2:1制备了三种复合助剂BPA1,BPA2,BPA3;用不同极性的三种片层状有机蒙脱土与PEG复合(每种有机蒙脱土与PEG的质量比分别为1:1和2:1),制备了六种复合助剂TPA1,TPA2,TPA3,TPA4,TPA5,TPA6。用高压毛细管流变仪分别研究了纳米二氧化硅/PEG对HDPE加工流变性能的影响和有机蒙脱土/PEG对mLLDPE及LLDPE加工流变性能的影响;用WAXD研究了PEG对有机蒙脱土的插层结构,以及复合助剂TPA在mLLDPE中的剥离情况;通过动态粘弹性测试,研究了mLLDPE(LLDPE)/TPA复合材料的logη*~频率,G″~G′之间关系,分析了TPA与mLLDPE(LLDPE)之间的相互作用,用DSC分别分析了纳米二氧化硅/PEG对HDPE熔融和结晶性能的影响,以及有机蒙脱土/PEG对mLLDPE和LLDPE熔融和结晶性能的影响。 对HDPE/BPA复合体系的研究结果表明,纳米二氧化硅/PEG在500s-1剪切速率范围内明显改善了HDPE的熔体流动性。使HDPE拉伸强度,模量,断裂伸长率大幅度提高。纳米二氧化硅/PEG可以提高HDPE的总体结晶速率,HDPE晶粒尺寸分布更加均匀,使HDPE的熔限变窄,结晶更加完善。 对mLLDPE/TPA复合体系的研究结果表明,有机蒙脱土/PEG在整个剪切速率范围内显著改善了窄分子量分布的mLLDPE加工流动性。TPA对mLLDPE的加工流动性改善与TPA和mLLDPE之间相互作用有关,TPA与mLLDPE相容性越好,TPA的剥离分散程度越好,因而在PE熔体中越显著降低mLLDPE熔体的粘度。TPA在mLLDPE结晶过程中起到成核剂的作用,加速了mLLDPE总体结晶速率,使mLLDPE结晶温度提高。与纯mLLDPE相比,TPA/mLLDPE复合材料的熔点提高,熔限变窄,表明TPA/mLLDPE复合材料的晶片厚度增加,结晶更加完善,TPA/mLLDPE复合材料有更好的拉伸强度和模量。
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