Fe2O3填充LDPE色母料流变行为的研究

摘要

随着塑料着色工艺的发展,现除少部分工程塑料为防止性能降低不采用色母粒着色外,90％以上通用塑料已采用色母粒着色.聚合物基无机颜料色母粒有着比有机颜料色母粒更好的热稳定性、光稳定性及良好的耐溶剂性.然而,随着色母粒的高浓度化、多功能及加工方式多样化,其加工性能会相应发生变化,从而最终导致其着色能力及制品性能等多重改变.研究色母粒这一特殊聚合物填充体系的加工流变行为,对改善色母料配方、提高其着色效率及制品性能具有重要的现实意义. 本文以LDPE/Fe2O3色母料为对象,研究了无机粒子填充聚合物体系的加工流变行为.在对前人建立的固体球悬浮体系流变模型进行深刻分析的基础上,修正Batchelor模型.经验证发现此模型优于Batchelor模型且简单和实用.采用Rosand RH7D型高级毛细管流变仪模拟了色母料挤出加工过程的流动行为.通过实验验证了LDPE基本符合幂率关系和Arrhenius方程;并在实验的基础推导出了温度和剪切速率双重因素作用下的半经验幂率方程. 分别往低浓度色母料和高浓度色母料中加入不同含量的分散剂并研究其对体系流变行为的影响.结果发现1％的分散剂已经能够较好的分散无机颜料;加大分散剂用量对低浓度色母料有较好的降粘作用,但对高浓色母料降粘作用不明显.通过对LDPE/Fe2O3色母料流变行为的研究最终确定了分散剂最佳用量为3％.通过对着色PP物料的流变性能研究发现,色母料着色PP的加工流动性能优于Fe2O3直接填充着色PP,且含60％Fe2O3的色母料着色物料加工性能最优.