高密度聚乙烯(HDPE)是一種易成型、環(huán)保的熱塑性樹脂,被廣泛應用于建筑、排水、包裝等領域。但是,由于其強度較低,實際應用中易出現脆斷、開裂等問題。目前針對HDPE的改性處理主要采用無機粒子填充,而單一無機粒子對HDPE性能的提高比較單一,難以滿足實際成型質量要求。為此,本文系統(tǒng)研究了擠出工藝條件下HDPE多元復合體系改性處理方法,基于碳酸鈣(CaCO3)、滑石粉(Talc)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)等制備了不同HDPE多元復合體系,通過研究其力學性能,界面性能、結晶性能、取向性等,探討了擠出工藝條件下不同復合體系的增強增韌機理,對于實現HDPE強韌化調控,改善提高HDPE成型制品綜合性能具有重要意義。(1)采用擠出成型制備了 HDPE/無機粒子復合體系,分別研究了粒子粒度、形態(tài)對HDPE擠出制品的力學性能的影響,探究了無機粒子表面性質、分子鏈取向等對力學行為的影響,通過微觀形貌與結晶性能測試,分析了 HDPE/無機粒子復合體系的增強改性機理。并通過分析不同復合體系的結晶性能與真實應力應變曲線,揭示了擠出制品拉伸過程形變與結晶的關系。(2)具有短支鏈的LLDPE對HDPE微結構影響較大,從而影響復合體系的力學性能。通過結晶性能測試及斷面形貌觀察,分析了 LLDPE對HDPE的成核機制、微結構的影響,結合不同配比HDPE/LLDPE復合體系擠出樣品的力學性能,分析了復合體系微結構及其力學性能的關系,并從晶體結構等方面深入解釋了 LLDPE對HDPE的增韌機理。進一步研究了 HDPE/LLDPE/無機粒子復合體系的界面結合性和力學性能,分析了三元復合體系韌性與無機粒子表面活性、體系界面結合性能的關系,通過結晶性能分析,揭示了不同無機粒子的三元復合體系增韌機理。(3)對比分析了不同偶聯處理方法對三元復合體系界面結合性的影響,通過預處理方法,制備了分別采用CS-201、CS-101、KH-151三種偶聯劑處理的復合體系擠出制品,通過微觀形貌及沖擊韌性測試確定了改性效果最佳的偶聯劑CS-201,探討了分子鏈與反應基團不同的偶聯劑對復合體系的界面改性機理,通過擠出樣品力學性能測試,及結晶性能分析,解釋了界面改性對復合體系的增韌改性機理。
【學位單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TQ325.12;TB33
【部分圖文】：

圖１－１?ＨＤＰＥ擠出產品??Ｆｉｇ．?１－１?ＨＤＰＥ?ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｐｒｏｄｕｃｔｓ??１．２?ＨＤＰＥ改性方法??ＨＤＰＥ改性方法十分多樣化，根據性能要求，添加不同的材料與ＨＤＰＥ共混，??可以使ＨＤＰＥ獲得高強度、高韌性、阻隔性、耐磨性、導電性等性能，因此ＨＤＰＥ??改性可根據改性目標，分為增強改性、增靭改性、導電改性、阻燃改性等［５］。由??于ＨＤＰＥ制品因強度低和韌性差導致其擠出制品成型質量達不到實際使用要求，??因此增強改性與增初改性一直是ＨＤＰＥ改性工作的重點。??１．２．１増強改性??聚合基體中加入增強劑或活性填料形成復合材料，通過復合來顯著提高材料??的力學強度，稱為增強改性。已被人們所熟知的ＨＤＰＥ增強方式根據添加物質??的不同，可分為填料增強改性、纖維増強改性、液晶增強改性等。??（１）通過添加増強填料實現材料改性的方法稱為填料增強改性。粉狀填料??

在電熱鼓風千燥箱中８（ＴＣ干燥８ｈ。再次通過雙螺桿擠出機熔融塑化后，原??料經在模具中成型，通過雙棍擠壓冷卻定形，得到ＨＤＰＥ二元復合體系擠出樣??品。圖２－１為ＨＤＰＥ復合體系擠出成型過程，規(guī)定擠出方向（Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）??為?ＥＤ，橫截面方向（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）為?ＴＤ。???Ｕ?Ｑｙ／?ＥＤ?Ｊｉｍ??圖２－１?ＨＤＰＥ復合體系擠出制品成型過程??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?ｅｘｔｍｓｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ＨＤＰＥ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｓｙｓｔｅｍ??１２??

２－５為不同配比ＨＤＰＥ／ＣａＣ０３復合體系彈性模量，顯示了?ＨＤＰＥ／ＣａＣ〇３復合體系??彈性模量與理論值變化趨勢相同。在彈性變形階段，樣品受到外力作用時，基體??通過界面將力傳遞給無機粒子，無機粒子承受更多的力，結合圖２－６配比為８０／２０??的不同粒度的ＨＤＰＥ／?ＣａＣ０３斷面形貌比較可知，４００?Ｍ碳酸鈣與ＨＤＰＥ的界面??總面積比１２５０?Ｍ小，在外力作用下，１２５０?Ｍ碳酸鈣可承受更多的力，因此１２５０??Ｍ碳酸鈣復合材料的彈性模量比４００?Ｍ碳酸鈣的高。??８００?－?ＭＣａＣＱ．４００Ｍ??．國?ＣａＣ〇３?１２５０Ｍ?圍??７００?－卜＝－＝＾?Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ?ｖａｌｕｅ?｜——，??？?６００?－?Ｊ?讓??ｉ?５００?：?■?１?８?■■??２〇〇?Ｉ?卜■?Ｕ魏：Ｍ??１０?２０?３０?４０?５０??Ｃｏｎｔｅｎｔ?ｏｆ?ＣａＣ〇３（ｗｔ％）??圖２－５不同配比ＨＤＰＥ／ＣａＣ０３復合體系彈性模量比較??Ｆｉｇ．?２－５?Ｔｈｅ?ｅｌａｓｔｉｃ?ｍｏｄｕｌｕｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒａｔｉｏ?ＨＤＰＥ／ＣａＣ〇３?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｓｙｓｔｅｍｓ??
【參考文獻】

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本文編號：2840782