高填充聚乙烯共混吹塑薄膜的研究

摘要

线性低密度聚乙烯(LLDPE)分子结构规整、分子链紧密缠结，其薄膜制品具有高拉伸强度、优良热封合性能和耐应力开裂性等，广泛应用于工业、农业，但加工难度较大。茂金属聚乙烯(mPE)分子量分布窄且共聚单体分布均匀，制品具有超高的韧性，抗污染能力和耐穿刺能力强且透明性好。采用mPE共混改性LLDPE可以获得拉伸、撕裂及冲击强度更优的薄膜制品。在聚乙烯共混体系中填充超细重质碳酸钙可有效降低熔体粘度，改善熔体流动性，并可降低薄膜成本。 采用mPE与LLDPE共混吹膜发现，在LLDPE中加入20wt％mPE可使共混薄膜力学性能有不同程度提高，尤其是落镖冲击强度提高25.9％，仅使加工扭矩提高4.2％；当mPE含量继续增加时，共混薄膜拉伸及撕裂强度几乎不变。DSC分析证明，mPE含量在20wt％～40wt％之间时，两种聚乙烯可能形成共晶且体系结晶度几乎不变。 采用超细重质碳酸钙填充改性LLDPE/mPE(80/20，质量比)研究发现，直接将1.5wt％的钛酸酯偶联剂与填料及树脂挤出可有效对碳酸钙进行表面改性。碳酸钙随其用量的不同所起作用不同，5wt％碳酸钙可以对混合树脂增韧增强，薄膜落镖冲击强度与无填料时相比提高13.2％，与纯LLDPE相比提高42.6％，拉伸及撕裂强度也少量提高。碳酸钙用量为30wt％时，薄膜纵向和横向撕裂强度分别为99.2N/mm 和91.7N/mm，与无填料时相比几乎无下降，落镖冲击强度为2.4g/μm，仅下降11.0％，纵向和横向拉伸强度分别为26.0MPa和23.9MPa，此时薄膜仍有较高的综合力学强度。当碳酸钙含量达30wt％时，平衡扭矩是8.1N·m，比无填料体系下降35.0％，明显改善了体系加工性能。SEM照片显示碳酸钙含量在30wt％以前，在树脂中的分散较均匀，无明显团聚；但超过30wt％后，团聚点开始增多。DSC分析发现碳酸钙对复合树脂有成核作用，有利于晶核的产生，可使体系结晶度提高10％左右，同时使熔融温度提高。此外，碳酸钙的加入还可以提高共混体系的热稳定性，其含量越高，共混物热失重曲线的起始外推温度等特征点温度越高，说明其热稳定性越好。 相容剂可以改善mPE/LLDPE树脂/填料的界面。实验发现，添加EAA和PE-g-MAH的增容效果要优于PE-g-GMA，与不含相容剂体系相比，12％(占碳酸钙质量百分比)的EAA或PE-g-MAH可使薄膜纵向拉伸强度提高10.0％左右，落镖冲击强度及撕裂强度提高17％左右。SEM照片显示，含EAA或PE-g-MAH的增容体系中，碳酸钙的周围出现网络状结构，说明其与树脂的结合情况较好，其原因可能是EAA和PE-g-MAH的高反应活性羧基或酸酐基团与碳酸钙表面的羟基发生化学键反应；其另外一端的大分子链与树脂中的长分子链相互缠结，起到树脂与填料的连接作用。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1聚乙烯薄膜

1.2共混改性

1.2.1树脂共混

1.2.2树脂/填料共混体系

1.2.3树脂/填料/相容剂共混体系

1.3本论文研究课题的提出和主要研究内容

第二章LLDPE与mPE、LDPE共混薄膜的性能

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1实验基本原料

2.2.2实验设备

2.2.3样品制备

2.2.4测试与表征

2.3结果与讨论

2.3.1 LLDPE/mPE 体系

2.3.2 LLDPE/LDPE 体系

2.4本章小结

第三章LLDPE/mPE/CaC03薄膜的性能研究

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1基本实验原料

3.2.2实验设备

3.2.3样品制备

3.2.4测试与表征

3.3结果与讨论

3.3.1偶联剂的选择

3.3.2碳酸钙含量对薄膜性能的影响

3.3.3碳酸钙在树脂中的分散

3.4本章小结

第四章LLDPE/mPE/相容剂/CaC03薄膜性能研究

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1基本实验原料

4.2.2实验设备

4.2.3样品制备

4.2.4测试与表征

4.3结果与讨论

4.4几种相容剂体系的比较

4.5碳酸钙在树脂中的分散

4.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢