超声作用茂金属聚乙烯及其共混体系流变行为及结构与性能的演变

《超声作用茂金属聚乙烯及其共混体系流变行为及结构与性能的演变》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、四川大学博t学位论文超声作用对茂金属聚乙烯及其共混体系流变行为以及结构和性能的影响摘要本文对现有的超声挤出加工一体化设备进行了优化设计，使其能适用于茂金属聚乙烯(mPE)及其共混体系的挤出加工，对挤出工程中超声作用对mPE及其与低密度聚乙烯(LDPE)和与聚丙烯(PP)二元共混体系的加工流变行为、mPE及其共混体系经超声挤出后结构与性能的演变进行了系统的研究，为改善mPE的加工性能和拓宽其应用领域提供了新途径。提出了mPE在超声作用下分子结构的演变机理.mPE在超声作用下分子量会出现先降低后增加的变化趋势，分子量分布变宽，分子中支链和

2、交联结构有所增加，表现出不同的逐步等温结晶行为。研究了超声作用下mPE及其与LDPE和与PP二元共混体系的加工流变行为。超声作用能显著降低mPE及其共混体系在挤出加工过程中的挤出压力、表观粘度，提高挤出产量，降低加工温度，有效地改善了mPE的加工性能:超声频率的增加，功率越大，熔体表观粘度越低，平均作用时间越长，熔体表观粘度降低的程度也越大。施加250W超声挤出可使mPE加工温度降低18'C、口模压力降低45%、挤出产量增加1倍，而表观粘度则会降低近500/0.不同口模材质对mPE挤出口模压力、挤出流量和挤出物表面质量有着显著的影响.

3、与普通铸铁口模相比，经聚四氟乙烯(PTFE)口模挤出mPE熔体的口模压力降低近60%，挤出流量增加1.5倍，表观粘度降低65%，挤出物表面光滑，基本无缺陷，出现熔体破裂的临界剪切速率提高了近3倍。经PTFE口模和超声挤出能显著提高mPE熔体与口模毛细管壁面的滑移速率。超声射流产生强烈的冲击作用使共混体系的分散相破碎变小，促进了分散相在基体中的均匀分散，细小的分散相在剪切作用下仍然会表现出取向形态;在相同剪切速率条件下，经PTFE口模挤出具有较低的剪切应力，导致分子沿流动方向取向程度明显降低，分散相尺寸明显增加.在mPE的挤出过程中。超

4、声波所提供的能量场作用、高频剪切振动和射流的力场作用，使分子间作用力减弱，链段活动性增强，破坏熔体中的交联空间—t一四川人学博}学位论文网状结构，降低分子链缠结程度，从分子水平上改变了材料在加工过程中的流变行为和粘弹性，有效地改善了mPE的加工性能.利用高压毛细管流变仪和动态流变仪研究了经超声作用mPE挤出物的流变行为。超声挤出会导致mPE动态交叉点模量升高，特征松弛时间增加，复数粘度和零剪切粘度有所增加.LDPE组分的加入，会增加mPE的频率敏感性，经超声挤出后共混体系的动态交叉点模量降低，特征松弛时间增加，复数粘度和零剪切粘度有所

5、降低。PP组分的加入，会降低mPE的零剪切粘度，和活化能增加，弹性有所降低，经超声挤出后共混体系的动态交叉点模量会增加.分散相对体系粘弹行为的影响增强，相容性得到了改善。经超声挤出后mPE的熔点和结晶温度变化不大，结晶度略有降低，晶相结构没有发生大的变化但晶面间距降低，晶体尺寸略有减小，mPE挤出物的热稳定性有所提高。经20OW超声挤出会使mPE分子量增大。高分子量部分明显增加.增加分子间的相互作用和缠结程度，降低分子链段的活动性，储能模量增加，r和A松弛向高温方向移动，对应峰强有所增加。超声挤出会导致mPE/LDPE共混体系中产生的

6、支链含量较多的mPE分子链段进入LDPE结晶相，结晶度有所增加，而对mPE/PP共混体系的熔融和结晶行为影响不明显。mPE优异的力学性能没有因为共混组分(LDPE或PP)的加入以及超声作用受到损害。超声挤出会明显增强mPE-2对PP的增韧效果。LDPE的加入和超声挤出能降低mPE在吹膜加工过程中的平衡扭矩，但降低了薄膜的力学性能;在LDPE中加入mPE能明显提高薄膜的力学性能。关键词:茂金属聚乙烯超声作用挤出低密度聚乙烯聚丙烯四川大学博L学位论文EffectofUltrasonicOscillationsonRheologicalBe

7、haviorandStructureaswellasPropertiesofMetallocene-CatalyzedPolyethyleneandItsBlendswithLowDensityPolyethyleneandPolypropyleneHongWu(TheStateKeyLaboratoryofPolymerMaterialsEngineering,PolymerResearchInstituteofSichuanUniversity,Chengdu610065,China)ABSTRACTAnultrasonicosc

8、illationsextrusionequipmentdevelopedinourlabisoptimizedtoimprovetheprocessingpropertiesofmetallocene-catalyzed