聚甲醛/高密度聚乙烯/相容剂共混材料性能的研究

摘要

聚甲醛(POM)的改性研究一直都是学术和工业上所关心的问题。本论文通过添加高密度聚乙烯(HDPE)对聚甲醛进行改性,并通过加入相容剂来对POM/HDPE共混体系进行增容作用。
　　本论文采用HDPE作为改性剂与POM在双螺杆挤出机中熔融共混,主要讨论了HDPE和相容剂的加入及其用量对POM的力学性能、摩擦磨损性能、相容性以及结晶性的影响。通过拉伸和冲击实验考察了POM/HDPE/相容剂共混体系的力学性能;通过摩擦系数和磨损量的测量及磨损表面形貌的分析对POM摩擦磨损性能进行了研究。并用差示扫描量热(DSC)分析了其结晶性能。
　　摩擦磨损性能的研究结果显示:HDPE的加入可以有效地提高POM的摩擦磨损性能。在摩擦磨损过程中HDPE产生的磨屑粒子阻隔了对偶面与POM基体的接触,有效的减少了摩擦热的产生以及磨损表面温度的提高,从而提高了其摩擦磨损性能。当往POM/HDPE共混物中添加不同相容剂时,共混体系的磨损量均下降,当添加的相容剂为EAA(乙烯丙烯酸共聚物)和EAA/ACR(丙烯酸酯共聚物)时,共混体系的摩擦系数有所减小,而当相容剂为ACR和EVA(乙烯醋酸乙烯共聚物)时,摩擦系数增大。因此,相容剂的加入在一定程度上提高了POM/HDPE共混体系的摩擦磨损性能。当POM/HDPE/EAA=90/10/2时,共混体系的摩擦磨损性能达到最佳值,即摩擦系数为0.082,磨损量14.5mg。
　　POM和HDPE属于不相容体系,两相间的相容性极差。POM/HDPE共混体系中HDPE粒子呈不规则形状,大小不等且分布不均,颗粒与基体间有明显的拔脱现象。往POM/HDPE共混体系中加入相容剂EAA后,HDPE粒子分散更加均匀且颗粒细小,并呈球状,使其不仅增大了基体与分散相粒子间的接触面积,而且减小了粒子间的间距,说明EAA的加入改善POM与HDPE之间的相容性。
　　HDPE的加入对POM的拉伸强度和缺口冲击强度有很大的影响,并随着HDPE的加入量的增加而迅速减小。在本实验的研究范围内,当往一定质量比的POM/HDPE共混物中添加不同种类的相容剂时,得到相容剂EAA对其共混体系的力学性能的改善效果最好,当POM/HDPE/EAA=90/10/2时,共混体系的综合力学性能最优。
　　DSC降温曲线表明,HDPE和相容剂的加入有利于POM结晶的进行,但对其结晶温度影响不大。热稳定性结果表明,HDPE和EAA的加入对POM有一定的热稳定性作用。

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第1章 引言

1.1 聚甲醛及其研究进展

1.2 聚甲醛的改性

1.3 聚甲醛改性中存在的问题

1.4 本论文的研究思路和主要研究内容

第2章 POM/HDPE共混材料结构与性能的研究

2.1 前言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第3章 POM/HDPE/相容剂共混材料结构和性能的研究

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第4章 POM/HDPE/EAA复合材料结构和性能的研究

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文