EVA的共混改性研究

摘要

乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)是类似橡胶弹性体的无毒、无味、透明的热塑性塑料。具有较好的柔韧性、耐冲击性、透明性、粘结性等，但机械强度不高、热稳定性差、不耐磨，限制了EVA的进一步应用。线型低密度聚乙烯(LLDPE)相对于EVA有较好的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性、热稳定性，同时与EVA的相容性较好，将EVA、LLDPE共混可弥补两者性能上的不足。本实验采用熔融共混法，以EVA、LLDPE的共混物为基体，纳米白炭黑和硅酮粉为填料，制备了EVA/LLDPE复合材料。实验首先探讨了LLDPE对EVA性能的影响;然后研究了改性前后纳米白炭黑的用量、硅酮粉的添加方式和用量对复合材料的力学性能、表面性能、流变性、热稳定性、热氧老化性等的影响;最后，在复合体系中添加EVA和马来酸酐(MAH)的接枝物(EVA-g-MAH)作为增容剂，进一步探索了填料对EVA/LLDPE复合材料性能的影响，并分析了不同填料在EVA/LLDPE基体中的分散状况及填料与基体两相间的界面结合情况;为研究“耐热和耐划伤EVA胶膜”的工作奠定了基础。研究结果表明:
　　(1)EVA/LLDPE共混物的热稳定性和热氧老化性比纯EVA均有一定程度的提高。在EVA与LLDPE的共混体系中，随着LLDPE含量的增加，共混物的拉伸强度、撕裂强度不断增加;复合材料表面的摩擦系数不断减小，材料的耐划伤性能有所改善，但复合体系的熔体流动性变差。
　　(2)将纳米白炭黑用硅烷偶联剂KH560预处理改性后，填充至EVA/LLDPE(80/20)的基体中，发现:同等用量的改性纳米白炭黑比未改性纳米白炭黑的增强效果更明显，其中，当改性纳米白炭黑的用量为10.0 phr时，复合材料的拉伸强度比纯EVA/LLDPE提高了约37.8％。复合材料的撕裂强度随着纳米白炭黑用量的增加而增大;随着改性纳米白炭黑用量的增加，材料表面的摩擦系数不断减小，改善了复合材料表面的耐划伤性，但复合体系的熔体流动性变差;SEM对复合材料的拉伸断面分析发现，KH560改性后的纳米白炭黑在基体中的分散状况得到改善。
　　(3)将硅酮粉采用粉料添加和母粒添加两种添加方式填充至EVA/LLDPE(80/20)的基体中，发现:母粒添加硅酮粉方式制备的复合材料具有更高的拉伸强度，其中，采用母粒添加6.0 phr硅酮粉时，复合材料的拉伸强度最大，比纯EVA/LLDPE提高了约37.2％。当硅酮粉用量为4.0 phr时，两种硅酮粉添加方式制备的复合材料的撕裂强度均达到最大;随着硅酮粉用量的增加，材料表面的摩擦系数不断减小，改善了复合材料表面的耐划伤性，同时，复合体系的熔体流动性也有所提高;SEM对复合材料的拉伸断面分析发现，采用母粒添加硅酮粉的方式改善了硅酮粉在基体中的分散状况。
　　(4)本实验将EVA-g-MAH作为复合体系的增容剂，发现:对于纳米白炭黑复合体系(纳米白炭黑用量为10.0 phr)，EVA-g-MAH的用量为8.0～12.0 phr时，其增容效果最明显。当EVA-g-MAH的用量为12.0 phr时，改性纳米白炭黑复合材料的拉伸强度比纯EVA/LLDPE提高了约52.4％，EVA-g-MAH的用量为8.0 phr时，复合材料的撕裂强度最大;对于硅酮粉复合体系（粉料方式添加4.0 phr硅酮粉，母粒方式添加6.0 phr硅酮粉），当EVA-g-MAH的用量为4.0 phr时，粉料添加硅酮粉方式制备的复合材料拉伸强度比纯EVA/LLDPE提高了约46.7％，而EVA-g-MAH的用量为6.0 phr时，采用母粒添加硅酮粉方式制备的复合材料拉伸强度比纯EVA/LLDPE提高了约51.9％，当EVA-g-MAH的用量为2.0 phr时，两种硅酮粉添加方式制备的复合材料的撕裂强度均达到最大;EVA-g-MAH提高了EVA/LLDPE复合材料的表面耐划伤性、热稳定性、热氧老化性;SEM对复合材料的拉伸断面分析发现，在复合体系中添加EVA-g-MAH后，填料在基体中的分散情况得到进一步的改善。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 EVA的结构与性能

1．2．1 EVA性能的影响因素

1．3 EVA的分类

1．4 EVA的改性与应用研究

1．4．1 EVA的改性研究

1．4．2 EVA的应用研究

1．5 LLDPE的概述

1．5．1 LLDPE的结构与性能

1．5．2 LLDPE的应用

1．6 纳米白炭黑的概述

1．6．1 纳米白炭黑的结构与性能

1．6．2 纳米白炭黑的改性与应用

1．7 硅酮粉的性能与用途

1．8 本论文的研究目的、意义、主要研究内容与创新点

1．8．1 研究目的和意义

1．8．2 主要研究内容

1．8．3 创新点

第二章 实验部分

2．1 主要原料及试剂

2．2 主要仪器和设备

2．3 基本配方

2．4 试样制备

2．4．1 纳米白炭黑的预处理

2．4．2 EVA-g-MAH的制备与接枝率的测定

2．4．3 熔体流动速率的测定

2．4．4 EVA／LLDPE复合材料的制备

2．5 性能测试

2．6 结构分析测试

第三章 结果与讨论

3．1 LLDPE对EVA性能的影响

3．1．1 LLDPE对EVA力学性能的影响

3．1．2 LLDPE对EVA表面性能的影响

3．1．3 LLDPE对EVA流变性的影响

3．1．4 LLDPE对EVA热稳定性的影响

3．1．5 LLDPE对EVA热氧老化性的影响

3．2 纳米白炭黑对EVA／LLDPE复合材料性能的影响

3．2．1 改性纳米白炭黑结构的红外表征

3．2．2 改性纳米白炭黑的用量对EVA／LLDPE力学性能的影响

3．2．3 改性纳米白炭黑的用量对EVA／LLDPE表面性能的影响

3．2．4 改性纳米白炭黑的用量对EVA／LLDPE流变性的影响

3．2．5 EVA／LLDPE／纳米白炭黑复合材料拉伸断面的SEM分析

3．3 硅酮粉对EVA／LLDPE复合材料性能的影响

3．3．1 硅酮粉的添加方式和用量对EVA／LLDPE力学性能的影响

3．3．2 硅酮粉的用量对EVA／LLDPE复合材料表面性能的影响

3．3．3 硅酮粉的用量对EVA／LLDPE流变性的影响

3．3．4 EVA／LLDPE／硅酮粉复合材料拉伸断面的SEM分析

3．4 EVA-g-MAH对EVA／LLDPE／纳米白炭黑复合材料性能的影响

3．4．1 EVA-g-MAH接枝物的红外表征

3．4．2 EVA-g-MAH对EVA／LLDPE／纳米白炭黑性能的影响

3．4．3 EVA-g-MAH对EVA／LLDPE／硅酮粉性能的影响

3．4．4 EVA／LLDPE复合材料拉伸断面的SEM分析

结论

参考文献

硕士学位期间发表的论文

声明

致谢