不同聚合物/聚烯烃弹性体共混体系脆-韧转变区性能研究

摘要

本文借助双螺杆挤出机、注塑机、万能拉力机、冲击试验机、扫描电镜、差示扫描量热仪和高级流变扩展系统ARES等现代化测试手段，对均聚和共聚PP、PA6、PC、POE、MAH-g-POE树脂及其共混体系的力学性能、相态结构、流变性能以及DSC进行了系统研究。结果表明，在PP/POE共混体系中，均聚PP/POE共混体系在POE含量为30％左右时发生脆-韧转变，而共聚PP/POE共混体系则发生在POE含量为10％左右，其相态结构逐渐由海-岛结构向双连续相结构转变。这两种共混体系表现出不同的相态结构，均聚PP/POE共混体系界面光滑，分散相多呈圆形状分散，分散相与基体相容性较差；而共聚PP/POE共混体系界面粗糙，分散相与基体相容性好，分散相多呈长条变形状分散。两种共混体系的流变性能测试表明，PP结构和POE含量对PP/POE共混体系的剪切流变性能有显著影响。随着非牛顿剪切速率的增加，PP及其共混物的熔体粘度明显下降，表现出剪切变稀现象，呈现假塑性流体的流动特征。同时还发现，随着POE含量的增加，在整个频率区，共混物熔体的η*和储能模量呈现增加的趋势。Ho-PP/POE共混体系的储能模量和剪切黏度增加的幅度明显小于Co-PP/POE共混体系。
　　 在对PA、POE、MAH-g-POE共混体系研究中发现，单纯的POE对PA增韧幅度很有限，加入25％的POE后共混物的缺口冲击强度较纯PA6提高不到一倍，而加入25％的POE-g-MAH时共混物的缺口冲击强度提高了近8倍。两种弹性体先共混再和基体共混的体系冲击断裂能优于PA/MAH-g-POE/POE三者共混体系。PA/弹性体七种共混体系的拉伸强度随着弹性体的增加而逐渐下降。通过流变性能可以看出，在整个频率区，随着弹性体用量的增加共混体系的储能模量和粘度都呈现上升的趋势，且均高于纯PA。随着非牛顿剪切速率的增加，PA6及其共混物的熔体粘度明显下降，表现出剪切变稀现象，呈现假塑性流体的流动特征。在对三种比例的弹性体共混体系研究时发现，当POE-MAH-g-POE=7：3时共混体系的力学性能达到最优值，同时也在流变性能上有所体现。在对PC/POE/MAH-g-POE共混体系研究中进一步证实当其力学性能发生脆-韧转变的时候其流变性能也有所体现。这些实验结果的取得，对于进一步研究聚合物/热塑性弹性体共混体系的流变性能-相态结构-力学性能的关系提供了重要的基础数据和理论指导。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1聚合物增韧改性的发展概况

1.2聚合物增韧改性体系流变性能研究概况

1.3聚烯烃弹性体改性聚合物材料的发展概况

1.3.1聚烯烃弹性体结构特性概况

1.3.2聚烯烃弹性体在聚合物增韧改性中的应用

1.4 PP/POE共混体系研究进展

1.5 PA/POE共混体系研究进展

1.6 PC/POE共混体系研究进展

1.7研究计划部分

1.7.1论文选题的立论、目的和意义

1.7.2研究方案

第二章 实验内容

2.1实验原料

2.2实验仪器及设备

2.3树脂及共混体系的结构性能表征

2.3.1树脂及共混体系熔融结晶行为表征

2.3.2树脂及共混体系流变性能测试

2.3.3树脂及共混体系力学性能表征

2.3.4树脂及共混体系相态表征

2.4树脂及共混体系的加工工艺

2.4.1 PP/POE共混体系加工工艺

2.4.2 PA/POE共混体系加工工艺

2.4.3 PC/POE共混体系加工工艺

第三章 PP/POE共混体系结构与性能研究

3.1树脂及共混体系DSC表征

3.1.1树脂及共混体系熔融过程DSC测试分析

3.1.2树脂及共混体系结晶过程DSC测试分析

3.2 PP/POE共混体系相态表征

3.2.1均聚PP/POE共混体系相态分析

3.2.2共聚PP/POE共混体系相态分析

3.3 PP/POE共混体系流变性能的研究

3.3.1三种纯树脂剪切流变性能的粘度比较

3.3.2 POE含量和PP种类对PP/POE共混体系储能模量的影响

3.3.3 POE含量和PP种类对PP/POE共混体系损耗模量的影响

3.3.4 POE含量和PP种类对PP/POE共混体系剪切黏度的影响

3.3.5 PP结构对PP/POE共混体系粘度的影响比较

3.4 PP/POE共混体系力学性能分析

3.4.1相同温度下共混体系冲击断裂能值比较

3.4.2同一共混体系不同温度下冲击断裂能比较

3.4.3树脂及共混体系拉伸强度比较

第四章 PA/POE共混体系结构与性能研究

4.1 PA/POE共混体系差示扫描量热(DSC)分析

4.1.1树脂及四种不同共混体系熔融过程DSC测试分析

4.1.2树脂及四种不同共混体系结晶过程DSC测试分析

4.1.3树脂及弹性体不同比例共混体系熔融过程DSC测试分析

4.1.4树脂及弹性体不同比例共混体系结晶过程DSC测试分析

4.2流变性能的研究

4.2.1 PA/POE共混体系流变性能研究

4.2.2 PA/MAH-g-POE共混体系流变性能研究

4.2.3 PA6+(POE/MAH-g-POE)共混体系的流变性能研究

4.2.4 PA6/POE/MAH-g-POE三者共混体系的流变性能研究

4.2.5两种不同工艺PA/POE/MAH-g-POE共混体系流变性能比较研究

4.2.6两种弹性体含量比例为1：1时流变性能研究

4.2.7两种弹性体含量比例为9：1时流变性能研究

4.2.8两种弹性体含量比例为7：3时流变性能研究

4.2.9弹性体含量为10%时三种不同比例共混体系流变性能研究

4.2.10弹性体含量为15%时三种不同比例共混体系流变性能研究

4.2.11弹性体含量为20%时三种不同比例共混体系流变性能研究

4.2.12弹性体含量为25%时三种不同比例共混体系流变性能研究

4.2.13弹性体含量为30%时三种不同比例共混体系流变性能研究

4.3红外光谱分析

4.4树脂和共混体系力学性能分析

4.4.1树脂及四种共混体系力学性能分析

4.4.2树脂及弹性体不同比例共混体系力学性能研究

第五章 PC/POE共混体系结构与性能研究

5.1树脂及共混体系结晶熔融过程的表征

5.1.1树脂及共混体系结晶熔融测试结果列表

5.1.2树脂及共混体系结晶熔融过程表征

5.2流变性能分析

5.3力学性能研究

5.3.1冲击断裂能性能分析

5.3.2拉伸强度性能分析

第六章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师简介