三螺杆动态混炼挤出HDPE/Mg（OH）填充体系性能的研究

摘要

氢氧化镁阻燃剂作为阻燃、消烟性能俱佳的无机阻燃剂，越来越受到人们的关注和重视，但由于其添加量较大，严重影响了制品的力学性能。　　为了解决这一问题，本论文采用双螺杆挤出机、最新研制成功的一字形三螺杆动态混炼挤出机和注射机，对含有质量百分比10％、20％和30％Mg(OH)2的HDPE/Mg(OH)2填充体系进行了研究。实验方法是，先用双螺杆挤出机预混，再用三螺杆动态混炼挤出机进行稳态和振动条件下混合挤出造粒，最后用注射机制取标准力学性能测试试样，之后进行不同振动条件下试样的力学性能测试、SEM测试、DSC测试、X射线衍射分析、氧指数测试和熔融指数测试。　　力学性能的测试结果发现，稳态条件下，随着Mg(OH)2含量增加到30％，拉伸强度逐渐升高了25.6％；冲击强度先升高到15.2kJ/m2，后降低到10.9kJ/m2，但仍然比纯HDPE的升高了60.3％；拉伸断裂伸长率则逐渐降低到163.2％。施加振动后，各个性能都得到不同程度的提高，Mg(OH)2含量10％的提高幅度最大。　　SEM测试发现，经过三螺杆混合挤出后，Mg(OH)2的分散性提高；施加振动后分散性也得到不同程度的改善。　　DSC测试结果表明，稳态条件下，随着Mg(OH)2含量增加到30％，材料的熔点逐渐升高到135.2℃，结晶度逐渐降低到47.8％；在15Hz的振动频率下，随着振幅的升高，熔点有升高的趋势，结晶度先升高后降低。　　X射线衍射分析表明，稳态条件下，随着Mg(OH)2含量增加到30％，材料的微晶尺寸逐渐升高到19.1627nm；在15Hz振动频率和0.4mm振幅的振动条件下，微晶尺寸降低，降低幅度有所不同。　　阻燃性测试发现动态挤出对HDPE/Mg(OH)2的阻燃性能几乎没有影响。熔融指数测试发现随着Mg(OH)2含量增加到30％，熔融指数降低到1.00g/10min。　　本次研究将电磁振动技术和三螺杆挤出机结合起来，应用到聚合物的共混改性是材料加工领域的一个重大突破，对分析和改进三螺杆动态混炼挤出机的加工性能，提高无机阻燃材料的力学性能都具有重要意义。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2文献综述

1.2.1无机阻燃剂的发展过程

1.2.2粒子填充聚合物的研究进展

1.2.3挤出机发展过程

1.3研究的目的和意义

1.4本文的主要研究内容

1.5本章小结

第二章实验研究

2.1实验目的和主要内容

2.1.1实验目的

2.1.2实验内容

2.2实验用材料

2.3实验装置及测量仪表

2.3.1双螺杆挤出机

2.3.2聚合物三螺杆动态混炼挤出机

2.3.3DPII-90型注塑机

2.3.4其他辅助设备

2.4实验步骤

2.4.1初步混合Mg(OH)2和HDPE

2.4.2三螺杆混合挤出

2.4.3制备标准测试试样

2.4.4分析测试

2.5本章小结

第三章力学性能与分散性分析讨论

3.1前言

3.2不同Mg(OH)2含量的HDPE/Mg(OH)2颜色比较

3.3三螺杆动态混炼对HDPE/Mg(OH)2力学性能的影响

3.3.1HDPE/Mg(OH)2试样的拉伸强度

3.3.2 HDPE/Mg(OH)2试样的冲击强度

3.3.3 HDPE/Mg(OH)2试样的拉伸断裂伸长率

3.4 Mg(OH)2颗粒在HDPE中的分散性

3.4.1 Mg(OH)2含量为10％

3.4.2 Mg(OH)2含量为20％

3.4.3 Mg(OH)2含量为30％

3.5填充体系分散性改善的分析

3.6本章小结

第四章分析与测试

4.1 DSC测试

4.1.1测试介绍

4.1.2 DSC测试结果分析

4.2 X射线衍射测试

4.2.1测试介绍

4.2.2 X射线测试结果分析

4.3测试分析讨论

4.4 HDPE/Mg(OH)2的阻燃性

4.5 HDPE/Mg(OH)2的流动性能

4.6本章小结

结论与建议

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文内容有关的学术论文

致谢