熔纺高密度聚乙烯／埃洛石复合纤维的结晶和取向行为研究.pdf

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1、熔纺高密度聚乙烯／埃洛石复合纤维的结晶和取向行为研究《上海塑料》2013年第1期(总第161期)熔纺高密度聚乙烯／埃洛石复合纤维的结晶和取向行为研究陆波，常宝宝，冯跃战，郑国强，刘春太(郑州大学材料科学与工程学院材料成型及模具教育部重点实验室，河南郑州450001)摘要采用熔融纺丝法制备高密度聚乙烯／埃洛石(HDPE／HNTs)复合纤维。研究纺丝过程中拉仲速率和HNTs对熔纺HDPE／HNTs复合纤维的结晶和取向行为的影响。结果表明：随着拉伸速率的升高，HDPE／HNTs复合纤维的结晶度和长周期减小，而随

2、着HNTs的质量分数增加有所增大，分子链取向度逐渐增大，同时HNTs能够促进分子链的取向，片晶取向度逐渐增大，片晶扭曲程度逐渐降低，同时HNTs的加入能够限制片晶的扭曲。关键词熔融纺丝；高密度聚乙烯；埃洛石；复合纤维；结晶；取向；片晶扭曲中图分类号：TB332文献标志码：A文章编号：1009—5993(2O13)01-0023—07LUBo，CHANGBao—bao，FENGYue—zhan，ZHENGGuo—qiang，LIUChun-tai(KeyLaboratoryofAdvancedMateria

3、lsProcessingandMold，MinistryofEducation，SchoolofMaterialScienceandEngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450001，China)Abstract：HDPE／HNTScompositefiberswerefabricatedbymeltspinningmethod．Theeffectsoftake—upvelocityandHNTsoncrystallizationandorientationof

4、HDPE／HNTscompositefiberswerestudied．Theresultsshowthatthecrystallinityandlongperioddecreasewiththeincreasingoftake—upvelocity，butincreasewiththemassfractionofHNTS．Molecularorientationincreasesgraduallywiththeincreas—ingoftake—upvelocityandthemassfractiono

5、fHNTS．0rientationof1amellariSimprovedbythein—creasingoftake—upvelocity，andthetwistingoflamellarreducesaccordingly．Iamellartwistingisfur—therdeclinedwiththeincorporationofHNTS．Keywords：meltspinning；HDPE；HNTs；compositefibers；crystallization；orientation；lame

6、llartwisting然的具有一定长径比的多壁纳米管状材料，属高岭0前言石的变种，俗称埃洛石，亦称变高岭石，广泛应用于与碳纳米管(CNTs)具有相似结构形态的埃洛陶瓷、医药、催化、复合材料等领域]。与碳纳米石纳米管(halloysitenanotubes，HNTs)是一种天管、蒙脱土等纳米粒子相比，HNTs管表面的羟基密度较低，相互作用力不强，氢键作用较弱，表面电荷分布较特殊，因而不容易发生团聚，较容易实现收稿日期：2。]3一O3一O8结构单元的解离与分散。因此，近年来HNTs作作者简介：陆波(1988

7、)，男，硕士研究生，主要从事聚合物复合材料及成型加1二方面的研究。为一种新型的纳米无机填料，在聚丙烯]、环氧树3一熔纺高密度聚乙烯／埃洛石复合纤维的结晶和取向行为研究《上海塑料》2013年第1期(总第161期)脂j、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚苯乙HNTs的配比，如表l所示。烯等塑料以及橡胶中得到了广泛应用。研究发表1HDPE／HNTs共混物组分现：在聚合物中添加HNTs后所得复合材料的力学性能、热稳定性等都有较大提高。聚合物复合材料的强度和韧性不仅与加入其中的分散相粒子的状态和相互作用有关，同时也强烈依

8、赖于加工过程中剪切力场和纳米粒子的引人而造成的结构与取向变化。基于这种认识，本文通共混物母料经挤出造粒烘干后，采用自制的熔过熔融纺丝法制备聚乙烯／埃洛石复合纤维；利用融纺丝装置进行熔融纺丝。卷取装置转速可南转熔体拉伸成纤而对复合材料施加较强的剪切应力速控制系统调节。由图l可见：HDPE和HNTs场，初步探索HNTs和剪切外场的引入对复合材的共混物粒料由熔融指数仪料筒熔融后，经口模挤料结晶和取向行为的影响。出，然后经口模下方的滚