lldpe及其复合材料形态、结构与性能研究

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1、四川大学硕t学位论文LLDPE及其复合材料形态、结构与性能研究专业：材料加工工程专业方向：高分子材料加工原理及应用研究生：刘钰馨指导教师：李光宪教授摘要：线性低密度聚乙烯(uDPE)是乙烯与舻烯烃的无规共聚物，相对高密度聚乙烯(HDPE)和低密度(LDPE)具有一定的优越性，近年来它已发展成为最大的聚烯烃品种之一。为了进一步扩大LLDPE的应用范围，对其进行改性引起了研究者们的关注。对LLDPE的改性研究除了有机共混改性之外，还可利用无机填料进行改性。自20世纪80年代以来发现无机纳米粒子能明显改善聚合物的性能，已成为当前的研究热点。然而一方面无机填料的加入可能会提高聚合物材料的某些

2、性能，另一方面可能会牺牲了材料的其他性能，同时使材料的结构复杂化，不便于进行分析和有效利用，因此对LLDPE复合材料结构、性能的研究具有一定的理论和实践意义。而目前对LLDPE无机填充改性研究较少，本工作以LLDPE为基体，选取三种不同形态的填料(纳米碳酸钙、纳米蒙脱土、玻璃纤维)利用熔融共混法制备了LLDPE复合材料。结合小角激光散射(s剐LS)、差示扫描量热(DSC)、广角x射线(wA)①)、偏光显微镜(PuⅥ)等方法，从横向和纵向对比、微观和宏观角度研究了纳米碳酸钙、纳米蒙脱土、玻璃纤维对LLDPE结晶行为、材料形态结构和性能的影响，主要研究内容和相应结果如下：1．采用小角激光

3、散射(SALS)观察发现纳米蒙脱土、纳米碳酸钙能缩短LLDPE的结晶诱导时间，且后者的效果要明显于前者；纳米蒙脱土、纳米碳酸LLDPE及其复合材料形态、结构与性能研究钙均能起到细化晶粒的作用，但过多用量则会破坏LLDPE球晶的形成；利用WAXD研究发现纳米蒙脱土、玻璃纤维没有改变LLDPE的晶型，微晶尺寸随着用量的增加而逐渐减小，且玻璃纤维对LLDPE的微晶尺寸的影响最明显。2．DSC研究发现随着纳米碳酸钙用量的增加，LLDPE的结晶温度均有所升高，而结晶度有所不同程度的下降。通过对比玻纤、纳米蒙脱土及纳米碳酸钙对LLDPE结晶温度的影响，发现它们均能提高LLDPE的结晶温度，且纳米

4、碳酸钙提高程度最大。迸一步利用DSC研究了玻纤GF、纳米碳酸钙对LLDPE非等温结晶行为的影响，并采用Jeziomy法、Mo法和Ozawa法考察了LLDPE、LLDPE／GF5、LLDPE／CaC03体系的非等温动力学，结果表明用前两种方法处理非等温结晶过程比较理想。而用Ozawa法处理则不太适用。用Jeziomy法求出的参数zc随冷却速率的增加而增加。指数n值随降温速率的增大而略减小，且在1．7～2．6之间变化，同时LLDPE复合材料的zc和n略大于LLDPE的zc和n。考察了拉伸取向对LLDPE及其复合材料的结晶度、熔点有较大的影响，发现拉伸后的结晶度均有提高，且在DSC熔融曲线

5、上出现了新的峰型，随着纳米蒙脱土的加入后该峰逐渐消失。3．在力学性能研究中发现纳米蒙脱土和纳米碳酸钙的加入使得LLDPE的低温冲击强度、弯曲强度有所降低，而拉伸强度和弹性模量有所提高。在拉伸形变过程，填料的加入改变了UDPE的屈服应力，而对材料结果内部的球晶变化没有产生太大的影响。在形态研究中，通过扫描电镜观察到纳米碳酸钙在LLDPE中的分散较纳米蒙脱土均匀，而WAXD检测发现纳米蒙脱土在LLDPE没有形成插层结构。LLDPE复合材料的流变行为与uDPE本身的流变性质、填料的形状、结构、分散情况、以及与LLDPE基体的相互作用情况有很大的关系，不同形状的填料对LLDPE流变行为的影响

6、有一定差别。关键词：线性低密度聚乙烯(LLDPE)纳米碳酸钙纳米蒙脱土玻璃纤维复合材料小角光散射(SALS)结晶行为力学性能非等温结晶动力学Ⅱ四川大学硕士学位论文StudyOilMorphology,StructureandPropertiesofLLDPEandCompositesMajor：MaterialProcessingEngineeringAuthor：．YuxinLiuSupervisor．Prof．GuangxianLiABSTRACT．Linearlow-densitypolyethylene(LLDPE)，whichisacopolymerofethylenean

7、da-alkene，isbecomingoneofthelargestpolyolefinvariety．Basedonthisbackground，basictheoreticalresearchandtheutilityofLLDPEshouldbeincreasinglyconsidered．Fromthe1980’Sof20century,inorganicnano-pardclcsenhancingpolymers’propertiesspark