Nano-CaCO3／HDPE复合材料流变性能的研究.pdf

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1、第40卷第4期塑料工业CHINAPLASTICSINDUSTRY·99·2012年4月Nano。CaCO3／HDPE复合材料流变性能的研究常杰云，张帆(1．常州大学，江苏常州213164；2．无锡商业职业技术学院，江苏无锡214153)摘要：通过熔融共混法制备了纳米碳酸钙／高密度聚乙烯(nano—CaCO，／HDPE)复合材料，使用旋转流变仪研究了复合材料的动态流变性能。结果表明，当nano—CaCO加入量≤4％(质量分数)时，随着nano。CaCO含量的增加，nano—CaCO／HDPE复合材料的储能模量、损耗模量和复

2、数黏度均高于纯HDPE，并逐渐上升。关键词：复合材料；高密度聚乙烯；纳米碳酸钙；动态流变性能中图分类号：TQ325．12文献标识码：A文章编号：1005—5770(2012)04—0099—03StudyonRheologicalBehaviorofNano。CaCO3／HDPECompositesCHANGJie—yun，ZHANGFan(1．ChangzhouUniversity，Changzhou213164，China；2．WuxiInstituteofCommerce，Wuxi214153，China)Abst

3、ract：Bythemethodofmeltblending，HDPE／nano。CaCO3compositeswerepreparedandthedy—namicrheologicalpropertieswerestudiedbyrotationalrheometer．Theresultsindicatedafternano—CaCO3wastreatedwithsilanecouplingagent，withtheincreasingcontent(≤4％)ofnano—CaCO3，thestoragemodu-lu

4、s，lossmodulusandcomplexviscositywererisingwiththenano—CaCO3content，andhigherthanthatofpureHDPE．Keywords：Composites；HDPE；Nano‘CaCO3；DynamicRheologicalProperties高密度聚乙烯(HDPE)是五大通用塑料之一，性nanoCaCO：粒径为40～100am，表面经硅烷偶具有原料来源丰富、合成工艺简便、加工性能优良、联剂改性，青岛卓新材料助剂有限公司。价格低廉等优点。但是，HD

5、PE也存在一些缺点，如高速混合机：GRH一10，辽宁阜新市轻工业机电拉伸强度、冲击强度不高、软化点较低等，对其进行设备厂；同向双螺杆挤出机：TE35，南京科倍隆科改性可以拓展其应用领域。采用纳米无机材料进行改亚机械有限公司；旋转流变仪：RheologicalIn—性，可达到增韧增强、提高热性能以及改善综合性能、strunentsAB，Sweden。降低成本目的，是目前改性研究的热门方向¨j。1．2试样制备从实用的观点出发，高聚物零部件在许多实际应将HDPE、nano。CaCO按配比称量(质量分数分用中常受动态变载荷作用，

6、如塑料齿轮在传动工程别取1％、2％、3％、4％)，首先在高速混合机中}昆中、减振阻尼材料在吸振状态下、车辆轮胎在转动中合，然后通过双螺杆挤出机造粒(机筒温度160～等情况。因此研究复合材料的动态流变性能，掌握复180℃，机头温度180～190oC，口模温度190～200合材料熔体流动与变形的基本原理，对分析和处理加℃)得到nano—CaCO／HDPE复合材料。由于聚合物工过程中的工艺和工程问题，以及对正确拟定复合材加工工艺条件不同，所测试的性能也不同，为了比较料加工工艺条件都具有指导意义_6J。本文的主要基体材料HDPE

7、改性前后的流变性能，对纯HDPE也目的是对nano-CaCO／HDPE复合材料进行动态流变按照上述方法制备。性能研究。1．3动态流变性能测试1实验部分在旋转流变仪上，选择平板型夹具P20‘ETC，平1．1原料及设备行板间距为1．000mm，采用频率扫描模式，测试条HDPE：5000S，扬子石油化工股份有限公司；活件为温度180℃、应力5kPa、频率范围0．1—100作者简介：常杰云，男，副教授、硕士，研究方向为化工材料及环保。·100·塑料工业Hz，测试储能模量、损耗模量和复数黏度等随频率的变形能力减小，因此高模量的na

8、no’CaCO加入后变化的关系，研究材料力学行为对频率的依赖性。自然导致复合材料的模量升高。2结果与讨论图3为nano。CaCO质量分数为3％时，复合材料的G与G”随∞的变化趋势。当材料作为结构材料使2．1nano。CaCO3／HDPE的储能模量、损耗模量与用时，主要利用它的弹性和强度，要求在一定频率范频率的关系围和