高密度聚乙烯共混体系的动态流变行为
动态流变行为研究1
高密度聚乙烯共混体系动态流变行为研究1白露，李艳梅，杨伟，谢邦互，杨鸣波(四川大学高分子科学与工程学院，高分子材料工程国家重点实验室，四川成都 610065) 摘要: 通过对两种不同相对分子质量高密度聚乙烯的共混体系动态流变行为研究，探寻了共混物的动态流变行为随组分含量、温度、频率的变化规律，并通过共混物流变行为讨论了相形态变化特征。
研究结果表明：由于HDPE的多分散性，共混体系的流变行为偏离经典的线性粘弹性理论模型，而且由于相对分子质量的不同，HDPE6098的动态模量和复数粘度均远大于HDPE2911，共混体系则处于两纯样之间，呈现递变趋势。
随着频率ω 的增加，纯HDPE及其共混物熔体的复数粘度η*均呈下降趋势，表现出典型的假塑性流体的流动特征。
两种HDPE 的共混体系在不同温度的熔体均为均相结构。
关键词:高密度聚乙烯；共混；动态流变行为；高密度聚乙烯（HDPE）作为最常用的通用塑料之一，由于具有极强的应用背景，越来越受到工业界和学术界的广泛重视。
我国生产的HDPE虽然产量大，但是牌号不多，所以在应用中需要进口大量HDPE来满足市场需求，采用两种或两种以上的HDPE树脂共混以获取满足不同要求的聚烯烃材料，已经成为获得不同品级材料的简便方法，并在实际中应用。
在聚烯烃的高性能化研究过程中，已经认识到要真正进行材料设计，就必须针对体系相结构等关键科学问题进行深入的探讨，通过对加工、结构与性能关系的深入理解，从而实现产品性能的主动调控。
动态流变行为是聚合物材料加工性能和使用性能的重要表征方式。
从动态流变测试的数据中，可以获得有关材料内部结构的信息。
Utracki[1]指出，测定小振幅振动剪切条件下的流变行为是获得聚合物共混体系相行为的最优方法。
近年来，国内外在HDPE共混体系方面开展了一些工作，但对两种HDPE共混体系的动态流变行为研究报道却较少[2]。
本文将两种相对分子质量不同的HDPE通过熔融共混，考察共混物在不同组分含量、温度、频率下的动态流变行为，并通过流变行为分析共混物熔体相行为，进而探寻优化最终产品的成型加工条件，以及产品性能设计和性能调控的方法。
旋转流变仪在聚乙烯表征中的应用
齐鲁石油化工,2020,48(4)：316-319QILU PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 分析与测试旋转流变仪在聚乙烯表征中的应用张宁1,张爱娟2,张博1（1.中国石化齐鲁分公司研究院，山东淄博255400；2山东理工大学材料学院，山东淄博255049）摘要:介绍旋转流变仪的测试原理、测试方法以及在聚乙烯流变行为测试中的应用，主要是对聚乙烯的黏弹特性、流变行为进行表征。
使用旋转流变仪分析4种聚乙烯管材料的流变性能、相对分子质量及其分布方面的差异,并对加工性能进行比较。
结果表明：相对分子质量由大到小依次为PE-4、PE-3、PE-2、PE-1,与凝胶渗透色谱法测得的相对分子质量趋势一致;PE-1和PE-2的分子量分布较窄,PE-3和PE-4的分子量分布较宽;PE-4对剪切速率最敏感，剪切黏度随剪切速率升高降幅最大。
关键词:旋转流变;储能模量;损耗模量;相对分子质量中图分类号:TQ320.73文献标识码:B文章编号:1009-9859（2020）04-0316-04流变测试是研究材料在外力作用下流动与变形的技术，是观察材料内部结构的窗口。
聚合物材料在熔融状态下受到外部激励而表现出不同的流变性能，如熔融性、流动性、热稳定性以及剪切稳定性等，这不仅与聚合物的相对分子质量大小、分子量分布、助剂有关,还与生产工艺条件和过程参数密切相关。
大多数聚合物材料兼具黏性和弹性（黏弹性），使用旋转流变仪测试聚合物的流变行为，可得到黏度、储能模量、损耗模量及损耗因子等参数，以便进一步分析材料的相对分子质量、分子量分布等结构信息,不仅可为聚合物产品质量控制提供重要依据,还可为产品加工、改性和开发提供技术指导。
旋转流变测试是通过一对夹具的相对运动使样品产生流动和变形，进而表征样品黏弹性的测试方法。
根据应力或应变施加方式的不同，旋转流变测试模式可分为稳态流变测试和动态流变测试⑴。
稳态流变又叫静态流变，是在一定的应力或应变下的稳态剪切测试;动态流变是在周期性应力或应变条件下的振荡剪切测试。
聚乙烯共混改性
聚乙烯共混改性一摘要：聚乙烯是最重要的通用塑料之一，产量居各种塑料首位。
聚乙烯(PE)是由乙烯聚合而得的高分子化合物。
聚乙烯分子仅含有C、H两种元素，所以是非极性聚合物，具有优良的耐酸、碱以及耐极性化学物质腐蚀的性质。
聚乙烯（PE）树脂是以乙烯单体聚合而成的聚合物。
聚乙烯的分子是长链线形结构或支链结构，为典型的结晶聚合物。
在固体状态下，结晶部分与无定形部分共存。
结晶度视加工条件和原处理条件而异，一般情况下，密度越高结晶度就越大。
LDPE 结晶度通常为 55%～65%，HDPE 结晶度为 80%～90%。
PE 具有优良的机械加工性能，但其表面呈惰性和非极性，造成印刷性、染色性、亲水性、粘合性、抗静电性能及与其他极性聚合物和无机填料的相容性较差，而且其耐磨性、耐化学药品性、耐环境应力开裂性及耐热等性能不佳，限制了其应用范围。
通过改性来提高其性能，扩大其应用领域。
其来源丰富，价格便宜，电气性质和加工性质优良，广泛应用于日用品、包装、汽车、建筑以及家用电器等方面。
也作为泡沫塑料广泛用于绝热保温、包装和民用等各领域。
但是，这些材料都是一次性使用，且质轻、体积大、难降解，用后即弃于环境中，造成严重的环境污染。
因此有效合理地回收利用废旧泡沫塑料就显得日益重要。
聚乙烯的改性目标聚乙烯的下述缺点影响它的使用，是改性的主要目标。
（1）软化点低。
低压聚乙烯熔点约为Ig0'C。
高压聚乙烯熔点仅高于 0℃，因此聚乙烯的使用温度常低于10 0℃。
（2）J强度不高。
聚乙烯抗张强度一般小于30M Pa．大太低于尼龙6、尼龙66、聚甲醛等工程塑料。
（3）易发生应力开裂。
（4）耐大气老化性能差。
（5）非极性，不易染色、印刷等（6）不阻燃、极易燃烧。
⊙根据密度的不同低密度聚乙烯（LDPE）-其密度范围是0.91∽0.94g∕cm^³高密度聚乙烯（HDPE）-其密度范围是0.94∽0.99g∕cm^³中密度聚乙烯（MDPE）其密度范围是0.92∽0.95g∕cm^³⊙根据乙烯单体聚合时的压力低压聚乙烯—压力0.1∽1.5MPa 中压聚乙烯—1.5∽8 MPa 高压聚乙烯压力为150∽250MPa二、PE共混改性的机理（1）有机增韧理论：在塑料技术发展过程中，使用橡胶粒子与塑料进行共混改性即使有机粒子一弹性体作为增韧性，可以达到增韧的目的．产生出SBS等一人批新材料，已经在工业上获得广泛的应用如弹性鞋底材料、虽然获得理想的韧性却损害了复合材料宝贵的刚性和强度，劣化了加T流动性和耐热变形性，提高了成本，因而有一定的局限性。
多单体熔融接枝PP增容PP／PVC共混体系的力学和流变性能研究
加 工 助 剂 ： 盐 基 硫 酸 铅 （ 盐 ） 二 盐 基 亚磷 酸 三 三 、
铅 （ 盐 ）硬 脂 酸 、 蜡 ， 二 、 石 皆为 工 业 试 剂 。
１ ２ 设 备 与 仪 器 ．
ＴＥ ３ 一 ４型 双 螺 杆 挤 出 机 ： 苏 南 京 科 亚 产 江 品； ＸＫＲ一 ６ １ ０型 双辊 塑 炼 机 ： 江 机 械 厂 产 品 ； 湛 ３ ０ ｔ电 热 油 压 机 ： 定 机 械 厂 产 品 ； 能 制 样 保 万
接 枝 技 术 ， 备 了 含 羰 基 侧 链 的 多 单 体 接 枝 物 制 Ｐ — 一 Ｓ —Ｏ Ｍ ＭＡ） Ｐ ｇ （ ｔＣ — 。并 利 用 这 种 多 单 体 接 枝 物 增 容 Ｐ ／ ＶＣ 共 混 体 系 ， 究 了共 混 体 系 的 ＰＰ 研
教 仪 器 厂产 品； ＫＹＫＹ一 ０ ０ 扫 描 电 镜 ： 国 １ ０Ｂ 美
．
２００ ２
多单 体 熔 融 接 枝 Ｐ 增 容 Ｐ Ｐ Ｐ Ｐ／ ＶＣ 共 混 体 系
的 力 学 和 流 变 性 能 研 究
侯 连 龙 ，巴信 武 ，张 书 文 ，赵 宝 辉 ，焦 会 云
（ 北 大 学 化 学 与 环 境 科 学 学 院 ，河 北 保 定 ０ １ ０ ） 河 ７ ０ ２
摘 要 ： 成 了一 种 新 型 的 多 单 体 接 枝 物 Ｐ — 一Ｓ —Ｏ ＭＭ Ａ） 研 究 了 其 对 Ｐ ／ ＶＣ 共 混 体 系 的 增 容 作 合 Ｐｇ（ ｔ — Ｃ ， ＰＰ 用 。 论 了接 枝 物 用 量 对 共 混 物 力 学性 能 和 流 变 行 为 的 影 响 ， 通 过 扫 描 电镜 （ ＥＭ ） 共 混 物 的 亚 微 观 讨 并 Ｓ 对 相 结 构 进 行 了分 析 。 结 果 表 明 ， 接 枝 物 对 Ｐ ／ ＶＣ 共 混 体 系 有 较 好 的 增 容 效 果 ， 料 的 力 学 性 能 在 接 该 ＰＰ 材 枝 物 用 量 为 ６份 时 出现 峰 值 ； 入 接 枝 物 能使 体 系 的 熔 体 粘 度 增 加 ， 且 在 所 研 究 的 温 度 和 压 力 范 围 内 加 并
PP／HDPE共混体系毛细管流变性能研究
Ｔａ ｏ ｉｎ Ｌ ｕ Ｙｏ ｇ Ｌｉｏ Ｈ ｕ ｙ ｎ ｊ ｙｎ Ｌ ｉｇ ｏ Ｇｕ ｌ ｇ ａ ｉ ｎ ａ ａ ｏ ｇ ｉＢｏ ｉ ｉＪｎ
（ ｈｏ ｌ ｆ ａ ｅ ｉ ｌ Ｓｃ ｅ ｅ ｎｄ Ｓｃ ｏ ｏ Ｍ ｔ ｒａ ｓ ｉｎｃ ａ Ｅｎ ｎ ｅ ｉ ｇ， ｇｉ ｅ ｒｎ
关 键 词 ： 聚 丙 烯 ห้องสมุดไป่ตู้高 密 度 聚 乙 烯 马 来 酸 酐 接 枝 聚 丙 烯 毛 细 管 流 变 仪 流 变 性 能 非 牛 顿 指 数
Ｓｕ ｙ ｏ ａ ｉ ａｙＲｈ ｏｏ ｉａ ｒｐ ｒｉｓ ｏ Ｐ ＨＤＰ ｌｎ ｓ ｔｄ ｆＣ ｐｌ ｒ ｅ ｌｇｃ ｌＰ ｏ ｅｔ ｆＰ ／ ｌ ｅ Ｅ Ｂ ｅ ｄ
现 代 塑 料 加 工 应 用
２０ １２ 年 第 ２ ４卷 第 ３期
・ ４５ ・
Ｍ ＯＤＥＲＮ ＴＩ ＲＯＣＥＳＳ ＮＧ ＰＩＡＳ ＣＳ Ｐ Ｉ ＡＮＤ ＰＬＩ ＡＰ ＣＡＴ１ ０ＮＳ
Ｐ ／ ＤＰ Ｐ Ｈ Ｅ共混 体 系毛 细 管 流 变 性 能 研 究
陶 国 良 刘 涌 廖 华 勇 纪 波 印 李 靖
（ 州 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ， 苏 常 州 ，２ ３ ６ ） 常 江 １ １４
摘 要 ： 毛 细 管 流变 仪 对 以 马来 酸 酐 接枝 聚 丙烯 （ Ｐ ｇＭＡＨ） 相 容 剂 的聚 丙 烯 ／ 用 Ｐ —— 为 高密 度 聚 乙 烯 （ Ｐ ＨＤ Ｅ 共 混 体 系 Ｐ ／ Ｐ ） 的 流变 性 能 进 行 研 究 。 研 究 发 现 ， Ｐ ＨＤ Ｅ 共 混 体 系 属 于 假 塑 性 流 体 ； 着 剪 切 速 率 的 增 加 ， 观 黏 度 下 降 ； Ｐｇ ＭＡＨ Ｐ／ Ｐ 随 表 Ｐ —— 的加 入 降 低 了共 混 体 系 的表 观 黏度 ； ＨＤＰ Ｅ与 Ｐ Ｐ的 非 牛 顿 指 数 在 低 剪 切 速 率 区 与 适 宜 温 度 下 适 用 于 幂 律 方 程 的 经 验 公 式 ； ＨＤ Ｅ 与 Ｐ Ｐ Ｐ共 混 后 ， Ｐ ＨＤ Ｅ含 量 越 低 ， 系 出 现壁 面 滑移 的 临界 剪 切速 率 越 高 ， 加 工性 能 越好 。 体 可
聚甲醛高密度聚乙烯相容剂共混材料性能研究
学校代码***** 学号************ 分类号TQ-32密级硕士学位论文聚甲醛/高密度聚乙烯/相容剂共混材料性能的研究学位申请人邓文娟指导教师戴文利教授学院名称化学学院学科专业高分化学与物理研究方向高分子材料成型与流变学二零一零年五月十八日Study on the Properties Polyoxymethylene/High Desity Polyethylene/compatibilizer BlendsCandidate Deng WenjuanSupervisor Dai Wenli ProfessorCollege ChemistryProgram Polymer Chemistry and Physics Specialization Rheology and Moulding of Polymer Material Degree Master of ScienceUniversity Xiangtan UniversityDate May, 2010湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要聚甲醛(POM)的改性研究一直都是学术和工业上所关心的问题。
pvc的共混改性及其应用
PVC的共混改性及其应用材纺学院高材082 林允博摘要：介绍了目前国内国际市场PVC的需求，PVC的共混改性方式种类，重点介绍ABS 与PVC的共混改性及其应用。
关键字：PVC 共混改性方式ABS 应用聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride，简称PVC)，是中国第一、世界第二大通用型合成树脂材料，由于具有优异的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、综合机械性、制品透明性、电绝缘性及比较容易加工等特点，目前，PVC已经成为应用领域最为广泛的塑料品种之一，在工业、建筑、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等领域均有广泛应用，与聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和ABS统称为五大通用树脂。
聚氯乙烯是一种无毒、无臭的白色粉末。
它的化学稳定性很高，具有良好的可塑性。
除少数有机溶剂外，常温下可耐任何浓度的盐酸、90%以下的硫酸、50～60%的硝酸及20%以下的烧碱，对于盐类亦相当稳定；PVC的热稳定性和耐光性较差，在140℃以上即可开始分解并放出氯化氢(HCl)气体，致使PVC变色。
PVC的电绝缘性优良，一般不会燃烧，在火焰上能燃烧并放出HCl，但离开火焰即自熄，是一种“自熄性”、“难燃性”物质。
基于上述特点，PVC主要用于生产型材、异型材、管材管件、板材、片材、电缆护套、硬质或软质管、输血器材和薄膜等领域。
PVC的用途广泛，在专业领域的应用其性能还显不足，所以需要通过改性来增强其性能。
例如增加其阻燃性、耐热性、韧性、抗冲击能力等。
改性方法有化学改性和物理改性，化学改性是在PVC链段上引入其它单元，通过改变其整体结构来实现改性，物理改性是改性剂与PVC共混，从而改变物质性能，增加所需性能。
下面介绍几种主要的增韧共混改性。
1.PVC增韧共混改性方式1.1 PVC／ABS共混增韧改性ABS与PVC溶解度参数相近，经SEM分析发现二者有良好的相容性。
杨育芹等研究发现PVC与ABS质量比为70：30时，悬臂桥冲击强度达377．4 J／m2，与PVC基体的43．1 J／m2相比，提高了将近10倍。
一步法反应性共混制备PA66_HDPE合金_丁永红
聚酰胺( PA) 作为一种常用的工程塑料, 因其具有 较高的力学性能和优越的耐磨、耐油、耐腐蚀等优点, 被广泛用于机械、汽车、电子等行业。但 PA 的价格较 高, 吸湿性强, 干态和低温下的韧性较差, 将 PA 与聚烯 烃共混可以改进这些缺陷[ 1~ 3] 。由于 PA 与聚烯烃极 性相差很大, 属于不相容共混体系, 将二者进行简单机 械共混无法获得令人满意的共混效果。通常采用先对 聚烯烃进行化学改性的方法, 在聚烯烃分子链 上引入 酸酐、羧酸等反应性基团, 然后再加入 PA 进行反应性 共混挤出[ 1~ 8] , ( 即所谓二步法) 。也有人尝试 使用一 些低熔点的 PA 与聚烯烃进行一步法反应性共混[ 9、10] 。
超高分子量聚乙烯材料结晶行为研究
超高分子量聚乙烯材料结晶行为研究超高分子量聚乙烯（Ultra-high molecular weight polyethylene，UHMWPE）是一种高性能材料，在医疗、航空、航天、军工等领域得到广泛应用。
由于UHMWPE分子链长度达到上百万，其结晶行为非常独特。
研究其结晶行为不仅有助于深入理解这种材料的性质，也可以为其应用提供更好的指导和优化。
一、UHMWPE的结晶形态UHMWPE主要存在两种结晶形态：orthorhombic（α）和monoclinic（β）。
这两种结构的存在与UHMWPE的高分子量有关，它们是由不同的结晶区域组成的，通过热处理可以使两种结构转变。
剪应力或剪反应是使β相成核的主要因素，而杂原子、极性溶剂和高压对β相的形成也有影响。
二、结晶动力学UHMWPE结晶的动力学过程包括成核、形核、生长和共晶四个阶段。
成核是指稳定的、吸附在表面的转变结构的形成。
在形核阶段，转变结构开始大量形成并产生强烈的拉伸效应。
生长是指转变结构伴随原始结构的拉伸和分散。
共晶阶段是指优势晶种（α和β相）共存，并加速β相的生长。
研究UHMWPE结晶的动力学过程有利于掌握其结晶过程的关键环节，从而改进制备工艺和提高材料的性能。
三、结晶过程中的流变行为UHMWPE结晶过程中的流变行为体现了其与其他材料的不同。
一般来说，Tm 下升温制样气泡破裂成为UHMWPE加工的主要障碍。
此外，结晶温度越高，粘度越低，对加工影响越小。
同时，随着晶界密度的增加，UHMWPE的弯曲模量也会降低。
由于UHMWPE的流变行为与其结晶行为密切相关，因此研究其流变行为也有助于更深入地理解其性质和应用。
四、UHMWPE的机械性质UHMWPE不仅具有高结晶度和高分子量，还具有很好的力学性能。
它的抗拉强度和断裂伸长率均高于钢材，成为一种重要的结构材料。
其中的高结晶度是抗拉强度增加的关键，但也会降低其断裂伸长率。
同时，UHMWPE还有较好的耐磨性、抗冲击性和耐腐蚀性，能够应用于各种领域。
mLLDPE／LDPE共混物的流变性能
１ 实验 部 分
１１ 原 料 ．
２ 结 果 与 讨 论 ２１ 共 混 物 的熔 体 黏 弹 性 ．
从 图 １ 出 ，Ｌ Ｄ Ｅ的 卵高 丁 Ｌ Ｐ 看 ｍ ＬＰ Ｄ Ｅ。 在 ｍ Ｌ Ｐ 中共 混 少 量 Ｌ Ｐ ＬＤ Ｅ Ｄ Ｅ后 ，共 混 物 的 卵 比 纯 ｍ Ｌ Ｐ 有 所 降 低 ， 低 区 降 低 更 多 。随 Ｌ Ｐ ＬＤ Ｅ 在 ＤＥ 含量增 加 ， 曲线 向 Ｌ Ｐ Ｄ Ｅ方 向 偏 移 ， Ｌ Ｐ 即 Ｄ Ｅ含 量 增 多 ， 混 物 ７降低 更 多 。 共 ７ 叼下 降 对挤 出加 工有 利 。
加 工 与应 用
ＣＨｌ ＮＡ ＹＮＴ｝ Ｅ Ｃ ＲＥ Ｎ Ｓ ｛ ＴＩ ＳＩ ＡＮＤ ＬＡＳ Ｉ Ｐ Ｔ ＣＳ
合成树脂及塑料，０ ，６ ）５ ２９ ２（：０ ０ ６
ｍＬ Ｄ ＥＬ Ｅ共 混物 的流 变性 能 Ｌ Ｐ ／ ＤＰ
刘祥 贵 陆 霞 王 占杰 赵 贝 吴其 晔
１３ 试 样 制 备 ．
将 ｍＬＰ Ｌ Ｄ Ｅ和 Ｌ Ｐ 在 ４ ～ ０℃ 下 烘 ４ｈ ＤＥ ０５ 采 用 双 螺 杆 挤 出机 将 ｍ Ｌ Ｐ ／Ｄ Ｅ共 混 物 熔 融 Ｌ Ｄ ＥＩ Ｐ Ｊ
物 的 高速 挤 ｍ 流 变行 为 混入 Ｌ Ｐ Ｌ Ｐ ） １％～ ０ 后 ， 混 物 黏 度 比纯 ｍ Ｌ Ｐ Ｄ Ｅ ｗ（Ｄ Ｅ 为 ０ ３ ％］ 共 Ｌ Ｄ Ｅ低 ， ｌ胀 大 比 和 人 口压 挤Ｌ ｝ 』
力 降 比纯 ｍＬ Ｄ Ｅ高 ； Ｌ Ｐ 高速 挤 出 时 的压 力 振 荡 现象 得 以改 善 ， 体 在 毛细 管 内壁 的应 力 集 中 效 应 减 弱 ； Ｌ Ｐ ｏ Ｄ ｒ １ Ｅ 熔 共 混 不能 改 善 ｍ Ｌ ） Ｅ 的挤 出 畸 变 ， ＬＩ Ｐ 与纯 料 相 比 ， 混 物 的 各 种 挤 出 畸 变ｆ 括 鲨 鱼 皮 畸 变 、 一 畸 变 、 体 破 裂 ） 共 包 黏 滑 熔 加 重， 第 光 滑挤 出 消 失 、ｍＬ Ｄ Ｅ 与 Ｌ Ｐ ＬＰ Ｄ Ｅ共 混 相 容 性较 好 ， 混 物熔 点 位 于 ２种纯 料 之 间 。 共 关键 词 ： 茂 金属 线 型 低 密度 聚 乙烯 低 密 度 聚 乙烯 共 混 流 变 稳定 流 动
高分子材料流变性7- 高分子基多相体系的流变行为
一旦受到外部活化因素影响，仍能分解成两相，亚稳态均相混合物的
相分离。
（3）临界点
两相高分子能够发生全互溶的分界点。图10-3，当温度上升到临界
温度Tc，双节点、旋节点汇于一处，当温度高于Tc 时，两相高分子 能够互溶。 1.3.2 共混放热 （ H m ＞0） 两相之间有特殊相互作用： 极性基团间的偶极子作用 给质子基团和受质子集团间的氢键 范德华力
粒子……………r=0处（可变形粒子悬浮于粘弹性介质中） 均相高分子熔体流动时，一般低分子量级分向管壁迁移，高 分子量级分向轴心迁移。 与材料的粘弹性和惯性有关
在剪切流场中，受剪切应力和法向应力差的作用，悬浮粒子还会 发生旋转、变形和取向运动。 HIPS的注射成型，表皮层、剪切层、中心层。表皮层（冷冻层） 中取向、变形被凝固、冻结 HIPS的挤出成型，剪切速率较小，成型口膜温度较高，制品冷却 速度较慢，因此制品表明粒子取向、变形较少。 挤出制品表面层分散相取向程度弱，表面光洁度差 2.3.3 其他弹性行为 少量第二种高分子材料的掺入，会使原来体系的弹性行为发生较大 变化。
第三节 高分子分散体系的流变行为
3.1 高分子填充体系的流变行为 高分子填充体系可视为一种刚性粒子（分散相）混入粘弹性液体 （连续相）的浓悬浮体系。
一般，填充的结果总是随着添加量的增大，体系粘性增大，弹性 减弱，刚性和脆性均加大，且常呈现屈服现象。
3.1.1 高分子填充体系的屈服性和粘性行为 当填充分数较高时，常表现屈服行为（图10-19） 屈服应力的值主要取决于填料的性质和用量，而与被填充体系的粘
第十章 高分子基多相体系的流变行为
两相聚合物体系 分层的两相流动 两相 分散的两相流动 两相分离（如共挤出） 连续相 分散相 填充聚合物 高分子共混体
第6章 多相聚合物体系的流变行为
多相聚合物体系的流变行为
多相聚合物体系的流变行为
②两相均为连续相，形成交错性网状结构，或称两
相互锁（interlocked）。 此时两相互相贯穿，均连续性地充满全试样，互 相贯穿的程度取决于两相的混溶性。 一般混溶性越好，交联度越大，两相相互作用越
强，两相互锁结构的相畴越小。
多相聚合物体系的流变行为
45%处，粘 度极小值
80%处，粘 度极大值
多相聚合物体系的流变行为
粘度极小值相应于负偏差，一般是由于两相混合 不均匀，分散相粒度大，甚至形成严重相分离造 成的。
粘度极大值相应于正偏差，一般是由于两相混 溶性好，分散相粒度小，或者两相互锁造成的。
大分子间原本存有空隙（自由体积），若相溶性 好或混合效果好，这些空隙允许一定量的另一个 大分子渗入，使两相相互作用面积及缠结程度增 大，界面相互作用增强，故粘度升高。
2）弹性体增韧塑料熔体的弹性 常见的弹性体增韧塑料，如 HIPS、ABS等，挤出胀大比 （B）都比相应均聚物的小，且B值随橡胶含量的增加而 减小。其原因可能有两个方面：
其一，HIPS、ABS中弹性体分散相是适度交联的，呈包容 了相当数量基体树脂的香肠状结构； 其二，弹性体与基体树脂间有化学键连接，有较强的相 互作用和较大的接触面积，这就使得弹性体分散相弹性 变形能力小，同时有相当多的能量要消耗于界面能，表 现出较高的动度和较小的弹性。 相间有化学键连接的嵌段共聚物，如SBS，其熔体的弹性 效应一般也比相应的均聚物小。
多相聚合物体系的流变行为
两相共混体系的形态结构，可能因为组分比的多
寡而发生变化，也可能因共混条件的不同而不同。
例如HDPE/PS共混体系： HDPE/PS=25/75：共混温度为200℃和220℃，PE为 连续相，PS为分散相。当温度升高到240℃，情况 颠倒。
定向碳纳米管／高密度聚乙烯复合材料体系流变行为的研究
ＨＤ Ｅ中 ， 索 Ｃ Ｔｓ 这 种 高 结 晶 聚 合 物熔 体 Ｐ 探 Ｎ 对
流变 行 为 的 影 响 将 很 有 意 义 。 目前 对 Ｃ Ｔｓ Ｎ ／
ＨＤ Ｅ复 合 材料 的研 究 很 少 ， 实 验 采 用 机 械 共 Ｐ 本 混法 将 酸化处 理 后 的 Ｃ ｓ和 ＨＤ Ｅ复 合 ， 备 ＮＴ Ｐ 制 了 Ｃ ｓ 复 合 材 料 ， 对 其 流 变 性 能 进 行 了 ＮＴ ／ 并
一
２０ ０ ０型 电 子 拉 力 试 验 机 ： 湾 高 铁 试 验 仪 器 台
厂 ； 压 毛细管 流变 仪 ： 恒 ＸＹＬ—Ｉ Ｉ型 ， 林 大 学 吉 科 教仪 器厂 。
１３ 定 向碳 纳米 管 的酸化 处理 ． 称取 一定 量 的 Ｃ ｓ ＮＴ 放入浓 硫 酸 中 ， ９ 在 ０℃ 温度 下 ， 回流 １ ， 后 用 蒸 馏 水 冲洗 酸 化 后 的 ２ｈ 然
研究 。
收 稿 日期 ： ０ ６—０ —２ ２０ ３ ５ 作者 简 介 ： 艳 妮 （ ９０一 ） 女 ， 东 胶 南 人 ， 士 研 究 孙 １８ ， 山 硕 生 ， 要研究 方向为高分子改性与功能化 。 主 ＊通 讯 联 系 人 。
Ｃ Ｔ， Ｎ ｓ 直至 溶 液 ｐ 值 达 ５ Ｈ ～６后 ， 放入 真 空烘 箱
１２ 主 要 设 备 ．
量将 不 断提 高 ， 本 持续 下 降 ， ＮＴ 复 合材 料研 成 Ｃ ｓ 究已 成 为 材 料 界 又 一 新 的 热 点 ， 中 也 包 括 其 Ｃ Ｔ／ Ｎ ｓ 聚合 物 复合材 料 的研究 】 。聚乙烯 是 聚 烯烃 树脂 中发 展 最为迅 速 的一种 树脂 。低 压法制 备 的高密度 聚乙烯 （ Ｐ ） 有 良好 的 耐寒 性 和 ＨＤ Ｅ 具 耐摩 擦性 ， 是其 热变 形温度 很 低 ， 工性 能不是 但 加
高密度聚乙烯
橡 胶 工 业CHINA RUBBER INDUSTRY857第70卷第11期Vol.70 No.112023年11月N o v.2023高密度聚乙烯/氯磺化聚乙烯热塑性动态硫化弹性体的性能研究张 靖，郑 成*[安丹达工业技术（上海）有限公司，上海 201799]摘要：将高密度聚乙烯（HDPE ）与氯磺化聚乙烯（CSM ）共混制备热塑性动态硫化弹性体（TPV ），并采用高密度聚乙烯接枝马来酸酐（HDPE -g -MAH ）作为相容剂来改善HDPE 与CSM 的相容性，研究HDPE /CSM 共混比和HDPE -g -MAH 用量对TPV 性能的影响。
结果表明：随着CSM 用量的增大，TPV 的力学性能先降低后提高，玻璃化温度（T g ）升高，阻燃性能改善；添加HDPE -g -MAH 后，TPV 的力学性能提高，T g 降低，HDPE 与CSM 的相容性较好，CSM 粒子在体系中分散更均匀，TPV 的拉伸断面更平整。
关键词：高密度聚乙烯；氯磺化聚乙烯；高密度聚乙烯接枝马来酸酐；热塑性动态硫化弹性体；相容性中图分类号：TQ334.2 文章编号：1000-890X （2023）11-0857-05文献标志码：A DOI ：10.12136/j.issn.1000-890X.2023.11.0857随着科技和工业生产的发展，市场对高综合性能材料的需求越来越迫切。
热塑性动态硫化弹性体（TPV ）作为一种新型聚合物材料由塑料与橡胶混合制成。
TPV 具有塑料的易加工性和橡胶的优良弹性，使其能够采用塑料的加工方式，例如挤出、注塑和吹塑等方法制造出符合实际应用需要的产品[1-5]。
高密度聚乙烯（HDPE ）是一种广泛使用的热塑性材料，具备优良的耐磨性能、耐寒性能和化学稳定性等特性[6-7]。
氯磺化聚乙烯（CSM ）则是通过对聚乙烯进行氯化和氯磺化反应制得，其分子主链为饱和烃，侧基含有氯，因而具有优异的耐老化性能和良好的阻燃性能[8-9]。
高密度聚乙烯多温相变材料
高密度聚乙烯多温相变材料
高密度聚乙烯多温相变材料是一种具有多温度相变性能的新型材料。
相比于传统相变材料，它不仅可以在常温下发生相变，还可以在更高的温度下发生相变，从而实现更多的应用。
该材料的制备方法主要有两种：一种是利用高密度聚乙烯本身的结构进行改性，添加适量的相变材料，制成复合材料；另一种是通过共混聚合的方法，将高密度聚乙烯和相变材料混合制备而成。
该材料的应用十分广泛，可以用于制备温度控制装置、节能建筑材料、太阳能集热器等。
同时，该材料还具有较好的稳定性和循环使用性能，对于环保和可持续发展具有重要意义。
未来随着技术的不断进步和应用领域的不断扩展，高密度聚乙烯多温相变材料必将有更广泛的应用前景。
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写在前面-河海大学图书馆
河海大学图书馆The Library of H ohai University河海大学图书馆读者服务部编目录写在前面 (3)中文期刊 (4)中文图书 (50)外文期刊 (67)外文图书 (76)写在前面河海大学2010年重点工作之一是扎实推进学科建设，提高科技创新能力和战略研究水平。
为此，图书馆也将紧紧围绕这一重点工作，继续加强各学科的文献资源建设，同时通过我们的资源推介工作，进一步提高馆藏文献资源的利用效率。
我们将继续不断推出各学科专辑，以满足学科建设的需要。
本辑为河海大学重点学科之一的“材料科学与工程”专集，内容包括我馆馆藏中有关“材料科学与工程”方面的中文期刊、中文图书和外文期刊、外文图书四个部分。
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含不同离子的液晶离聚物对P B T／P P共混物的形态结构和力学性能的影响………………………………………………………………………徐新宇，张宝砚，顾卫敏等(50) PET光散射薄膜的微观形态调控与光学性能………………………郭梅，熊英，徐鹏等(54) 木粉表面改性对聚氯乙烯/木粉复合材料性能的影响……………苏琳，邹嘉佳，游峰等(58) 木纤维—聚乳酸复合材料性能与聚乳酸性能的相关性……………郭文静，鲍甫成，王正(62) 热处理对电纺聚己内酯超细纤维形态和性能的影响………………唐圣奎，谢军军，熊杰(66) 氨基酸离子液体对壳聚糖溶解性能的影响………………………梁升，纪欢欢，李露等(70) PA6／PTT共混物的吸水性和力学性能……………………………许福，张平，丁燕怀等(73) 端丙烯酸酯基超支化聚酯／聚氨酯丙烯酸酯体系的紫外光固化行为及性能………………………………………………………………………王兴元，罗运军，夏敏等(77) 不同添加剂对聚偏氟乙烯膜结构和性能的影响…………………李倩，许振良，俞丽芸等(80) CAP-PCL共混合金的结构与性能…………………………………金立维，王春鹏，许玉芝等(84) 热空气老化对L D P E／F'O E共混物结晶行为和力学性能的影响…………………………………………………………………………王新鹏，陈双俊，张军(87) 分析测试·加工·应用轮胎胶应力诱导脱硫及对聚丙烯的增韧作…………………………陈显旺，许治昕，张云灿(91) 剑麻纤维处理方法对S F／P F共混复合材料动态力学性能的影响………………………………………………………………………杨香莲，韦春，吕建等(95)氯磺化聚乙烯的降解动力学………………………………………王哲，边玉玲，倪宏哲等(99) 高密度聚乙烯共混体系的动态流变行为…………………………白露，李艳梅，杨伟等(103) 醋酸羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯溶液的高压静电场纺丝………马刚，邵自强，王文俊等(107) 导电原位微纤化复合材料的有机液体响应特性…………………郜菁，许向彬，高杰峰等(111) PTFE／SGM复合材料非等温结晶动力学………………………王志超，寇开昌，毕辉等(114) 微波辐照对废地膜混杂增强复合材料结构和性能的影响…………柴希娟，廖亚龙，孙可伟(118) 新技术·产品开发纳米CaGO3／PET短纤维/聚丙烯复合材料的制备及性…………江兴文，殷年伟，吉继亮等(121) 壳聚糖金属离子配合物蛋白质印迹聚合物的制备与表征…………………丁利斌，王艺峰(125) AM-DMMC双水相共聚体系的制备及其影响因素………………刘月涛，武玉民，许军等(128) 溶胶-凝胶法制备氧化硅-氧化铝共掺杂聚酰亚胺薄膜及其性能………………………………………………………………………刘立柱，翁凌，崔巍巍等(131) 双马来酰亚胺交联单分散聚苯乙烯微球的制备及表征…………张光华，刘林涛，朱雪丹等(135) β—环糊精与聚丁二酸丁二醇酯包合物的制备与表征…………张恺，张敏，丁芳芳等(139) 全降解聚甲基乙撑碳酸酯／埃洛石纳米管复合材料的制备与性能………………………………………………………………………陈卫丰，肖敏，王拴紧等(142) 炭纤维原丝用丙烯腈／衣康酸单甲酯共聚物的制备及热性能…陈桂莲，巨安奇，徐洪耀等(146) 一种高分子相变发光材料的制备和性能…………………………西鹏，顾晓华，刘剑虹等(149) ATRP可控接枝制备pH敏感性微滤膜…………………………张晓玮，曹兵，刘雷等(153) 接枝α环糊精纤维素纤维的制备及对氨基酸的手性分离………胡智文，王秉，郑海玲等(156) 专论·综述高压环境中聚合物玻璃化转变温度的测量方法…………………叶树明，蒋凯，蒋春跃等(160) 环氧树脂作为相容剂的研究进展…………………………………于杰，刘珊，秦舒浩等(163) 半结晶聚合物流动诱导结晶动力学模型…………………………张晓黎，陈静波，邱碧薇等(167) 有机高分子磁性材料研究进展……………………………………邓芳，何伟，姜莹莹等(171)复合材料学报[双月刊]=ACTA MATERIAL COMPOSITAE SINICA/中国复合材料学会；北京航空航天大学．—第27卷，第1期，2010年2月．—北京：《复合材料学报》编辑部，（100191）．40.00元ISSN1000-3851 CN11-1801/TB索书号：TB/16 馆藏地：本部四楼江宁二楼本期目录内容利用时温等效原理修正的VA R T M用双酚P型环氧树脂体系化学流变模型………………………………………………………………………………刘相，谢凯，洪晓斌（1）超声波法表征纤维增强树脂基复合材料固化行为…………………………………陶博然，李建新，吴晓青，何本桥，杨涛，刘秀军，胡子军(7) 溶液共混法制备碳纳米管／尼龙66复合材料及其性能………………………………………………………………王志苗，白世河，张兴祥，王学晨（12）新型RTM预成型体用定位胶黏剂的研制………………………蔡吉喆，肇研，刘慧，段跃新（18）复合材料网格结构软模共固化成型工艺数值仿真…………………黄其忠，任明法，陈浩然（25）MBS核-壳改性剂增韧聚氯乙烯的形态结构及性能………陈明，刘浪，周超，刘哲，张会轩（32）有机蒙脱土对A B S-P A6共混物形态结构与力学性能的影响…………………………………………………………严伟，秦舒浩，于杰，郭建兵，薛斌（37）盐酸西替利嗪／蒙脱土纳米复合物的制备及其结构与性能………………………………………………………………陈有梅，刘博，周安宁，梁俊（43）A L72N i12C o16/A365准晶颗粒增强铝基复合材料的制备及其力学性能……………………………………………………………………………………关明，樊建锋（51）放电等离子烧结制备高导热S i C p／A l电子封装材料……………………………………………………尹法辛，郭宏，贾成长，张习敏，张永忠（57）40v o l％S i C p／2024A1复合材料的动态压缩性能……………………………………………朱耀，庞宝君，石家仪，杨震琦，玉立闻，盖秉政(62) 原位T i C p对近液相线铸造7075铝合金二次加热组织的影响…………………………………………………………………张复懿，刘慧敏，刘丽，李志芳(68) 热压烧结一步法制备Cf／Cu复合材料的组织和性能……刘桂香，黄向东，郑振环，李强(73) 铜基复合材料干湿条件下的摩擦学行为…………符蓉，高飞，牟超，宋宝韫，韩晓明(79) A12O3p／A1—Cu复合材料的二次加热组织演变………刘丽，刘慧敏，张复懿，郭远河(86)F e78S i9B13／N i层状复合材料的制备及其拉伸性能………………………………………………………………李细锋，孔啸，陈军，张凯锋(91) 气氛与应力对3DC／SiC复合材料热震行为的影响………栾新刚，成来飞，张钧，梅辉(98) 反应熔渗S i C／M o S i z和S i C／M o(S i，A1)2复相材料抗氧化行为………………………………………………………………张小立，金志浩，张振国，王志新（104）超重力下燃烧合成TiB，—TiC共晶复合陶瓷………潘传增，张龙，赵忠民，曲振生，杨权（109）金属Mo对A1N基复相材料性能的影响……………………………郜玉含，李晓云，丘泰（118）大丝束碳纤维薄层化技术…………………………………罗云烽，孙水眷，段跃新，肇研(123) 微结构对碳/碳复合材料界面性能的影响……………………孟松鹤，阚晋，许承海，韦利明（129）碳纤维增强金字塔点阵夹芯结构的抗压缩性能……王兵，吴林志，杜善义，孙雨果，马力(133) FeCoZrNbB合金的晶化过程及磁性能………………………王志英，孙亚明，华中，于万秋(139) 新型纳米结构颗粒增强无铅复合钎料性能…………………邰枫，郭福，刘彬，申灏，史耀武(144) 玄武岩纤维耐碱性及对混凝土力学性能的影响……………………………黄凯健，邓敏(150) FRP-混凝土界面疲劳性能分析………………………………………邓江东，宗周红，黄培彦(155) 含周期性裂纹正交各向异性板平面问题的应力场分析……………………郭俊宏，卢子兴(162) 含界面相的单向纤维增强复合材料三维应力场的二重双尺度方法…唐绍锋，梁军，杜善义(167) 考虑三维应力的复合材料层压板疲劳寿命分析……………………黄志远，李亚智，郭晓波(173) 纤维束交叉起伏对缠绕复合材料刚度的影响……………郭章新，韩小平，朱西平，支希哲（179）整体中空夹层复合材料的弹性性能分析……………………………周光明，薄晓莉，匡宁(185) 层压复合材料分层扩展分析的虚拟裂纹闭合技术及其应用………………孟令兵，陈普会(190) 四边简支压电层合板灵敏度分析的精确解…………………………张宏伟，武锋锋，卿光辉(196)材料工程[月刊]=JOURNAL OF MATERIALS ENGINEERING/中国航空工业集团公司．—2010，第2期，2010年2月．—北京：《材料工程》杂志社，（100095）．15.00元ISSN1001-4381 CN11-1800/TB索书号：TB/43 馆藏地：本部四楼江宁二楼本期目录内容热处理对不同基体表面镀铝相结构的影响…………………………李岩，凌国平，刘柯钊等(1) 9Ni钢焊接热影响区组织转变规律的研究……………………严春妍，李午申，白世武等(6) 测试与表征超声无损检测减压炉加热管内表面结焦层…………………………李萍，谭家隆，郝静燕等(10) 未焊透缺陷深度对L Y12铝合金搅拌摩擦焊焊缝电导率的影响……………………………………………………………………张小帆，邢丽，杨成刚等(13) 含芴共聚聚酰亚胺胶黏剂的合成与性能研究………………安颢瑗，詹茂盛，王凯(17) MK101催化剂受热结构及活性变化………………………………………………何刚(21) 含Sc超高强铝合金热压缩时的流变行为和组织演变……………李文斌，潘清林，刘俊生等(25) 多聚磷酸钠改性水基Fe3磁流体的制备与表征……………………初立秋，陈煜，苏温娟等（29）7B04铝合金应力腐蚀敏感性研究……………………………刘远勇，张晓云，裴和中等（33）表面工程激光熔覆—活化屏等离子体复合处理层耐磨性能研究……………………………………………………………………徐滨士，张晓东，董世运等(37) A12O3／CrN x复合膜的摩擦磨损特性………………………………王远，周飞，张庆文(42) 退火对Y2O3薄膜结构和光学性能的影响…………………………王耀华，陈广超，贺琦等(47) A1含量对Cu基Ni镀层表面渗Si层组织和力学性能的影响…………王红星，李迎光(52) 湿热贮存环境下电子器件表面镀层的腐蚀研究………………刘慧丛，邢阳，李卫平，等(58) T i-N b-S i基超高温合金S i-C r共渗涂层在1250℃的氧化行为…………………………………………………………………………乔彦强，郭喜平，任家松(64) 工艺工艺参数对热冲压成型钢组织性能及硼偏聚的影响………………………………………………………………………江诲涛，唐荻，米振莉等(69) 均匀化处理对新型A1—Z n—M g—C u铝合金组织及锻造性能的影响……………………………………………………………………龚澎，张坤，戴圣龙等(74) 辅助电磁场作用下的铝基复合材料钎焊接头界面微观组织及其分析…………………………………………………………………………于治水，李瑞峰，祁凯(78) 预处理对2124铝合金板材蠕变时效微结构与力学性能的影响……………………………………………………………………周亮，邓运来，晋坤等(81) 综述微弧氧化电源特性和参数对膜层性能及电能消耗的影响…………………………………………………………………………杨威，赵玉峰，杨世彦(86) 电弧喷涂快速成形技术研究现状……………………………陈永雄，梁秀兵，刘燕等(91) 信息华东理工大学成功研制大型风机叶片用复合材料 (57)装甲兵工程学院开发出自动化高速电弧喷涂技术料 (63)功能材料[月刊]=JOURNAL OF FUNCTIONAL MA TERIALS/重庆仪表材料研究所；中国仪器（320056）．12.00《功能材料》期刊社，仪表学会仪表材料学会．—第41卷，第2期，2010年2月．—重庆：元ISSN1001-9731 CN50-1099/TH索书号：TB/44 馆藏地：本部四楼江宁二楼本期目录内容研究与开发WO3薄膜的微观结构与电致变色机制研究……………………杨海刚，王聪，宋桂林等(181) 可降解手术缝合线复合多孔玻璃基生物骨水泥的制备和性能研究……………………………………………………………………王慧宇，周萘，姚维芳等(185) 用于复合式柔性触觉传感器的导电复合材料研究……………赵兴，黄英，仇怀利等(189) 低温共熔盐法制备LiNi0.8Co0.2O2的结构与电化学性能……汤宏伟，魏文强，常照荣等（189）TiO2／竹炭复合材料研究(Ⅱ)光催化降解性能………………周云龙，胡志彪，陈武华等(193) 可膨胀石墨的制备及谱学特性研究……………………………蒋文俊，方劲，李哲虫等(200) 烟煤制备成型活性炭及其P S A浓缩C H4／N2中C H4的性能研究……………………………………………………………………辜敏，刘克力，鲜字倔等(204) 锂离子电池正极材料L i F e l，M n，M g、P O4／C的电化学性能研究……………………………………………………………………康彩荣，莫祥银，丁毅等(208) 非化学计量比巨介电CaCu3Ti2o19陶瓷研究……………………梁桃华，胡永达，杨邦朝等(211) Ce掺杂对TiOz晶型转变的影响………………………………朱振峰，张建权，李军奇等(214) 无水溶胶—凝胶法合成Li4Ti5O12纳米晶及性能研究………王瑾，成雪莲，王子港等(218) 末端带叶酸的星形聚己内酯的合成及表征……………………李文龙，吴瑶，陈元维等(222) 填充炭黑对柔性触觉传感器用导电硅橡胶性能的影响………黄英，黄钰，高峰等(225) Ag+掺杂FeV04光催化剂的制备及光催化性能………………王敏，上里奥，储刚等(228) 升温速率对Y—wZalon陶瓷致密化及微观结构的影响…………早英存，徐久军，关春龙等(232 Cd：，Zn。
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第26卷第2期高分子材料科学与工程Vol.26,No.2 2010年2月POL YM ER MA TERIAL S SCIENCE AND EN GIN EERIN GFeb.2010高密度聚乙烯共混体系的动态流变行为白 露,李艳梅,杨 伟,谢邦互,杨鸣波(四川大学高分子科学与工程学院,高分子材料工程国家重点实验室,四川成都610065)摘要:通过对两种不同相对分子质量高密度聚乙烯的共混体系动态流变行为研究,探寻了共混物的动态流变行为随组分含量、温度、频率的变化规律,并通过共混物流变行为讨论了相形态变化特征。
研究结果表明,由于HDPE 的多分散性,共混体系的流变行为偏离经典的线性粘弹性理论模型,而且由于相对分子质量的不同,HDPE6098的动态模量和复数黏度均远大于HDPE2911,共混体系则处于两纯样之间,呈现递变趋势。
随着频率ω的增加,纯HDPE 及其共混物熔体的复数黏度η3均呈下降趋势,表现出典型的假塑性流体的流动特征。
两种HDPE 的共混体系在不同温度的熔体均为均相结构。
关键词:高密度聚乙烯;共混;动态流变行为中图分类号:O631.2+1 文献标识码:A 文章编号:100027555(2010)022*******收稿日期:2008210214基金项目:国家自然科学基金资助项目(20734005,10590351)通讯联系人:杨鸣波,主要从事高分子材料成型加工、改性和理论的研究, E 2mail :yangmb @ 高密度聚乙烯(HDPE )作为最常用的通用塑料之一,由于有极强的应用背景,越来越受到工业界和学术界的广泛重视。
聚乙烯的工程应用和高性能化进程中,共混都是一种简便而行之有效的方法,而在共混物中,通过对微观结构的适当调控从而实现对产品性能的主动调控一直是研究者追求的目标。
聚合物之间的相容性是决定共混体系形态结构的关键因素,因此聚合物共混体系相容性备受关注。
而动态流变测试被认为是反映材料内部结构的有效方法。
Utracki[1]指出,测定小振幅振动剪切条件下的流变行为是获得聚合物共混体系相行为的最优方法。
近年来,国内外在HDPE 与其它聚合物的共混体系方面开展了许多工作,但对两种不同分子量HDPE 组成的共混体系动态流变行为的研究报道却较少[2]。
本文将两种相对分子质量不同的HDPE 通过熔融共混,考察共混物在不同组分含量、温度、频率下的动态流变行为,通过流变行为分析共混物熔体的相行为,为优化HDPE 共混物的成型加工条件以及产品性能设计和性能调控奠定基础。
1 实验部分1.1 原料本实验采用的原料:HDPED G DA6098和HDPE2911以及抗氧剂1010。
两种HDPE 的相对分子质量由高温凝胶色谱GPC (160℃,溶剂为1,2,4-三氯苯)测试得到,如Tab.1。
T ab.1 MaterialsSample No.FactoryM w ×10-5(g Πmol )M n ×10-4(g Πmol ) M w Π M n2911FuShun Petrochemical 1.42 4.13 3.44D G DA6098QiLu Petrochemical5.633.8414.66 Fig.1是本文采用的两种HDPE 的相对分子质量分布曲线。
可以看出,2911相对分子质量覆盖范围比6098窄。
在低相对分子质量部分,二者差距不大,6098的相对分子质量峰位稍移向高相对分子质量区域,在高相对分子质量区域,6098具有更宽的分布,表明其中含有更高相对分子质量的长链分子,且6098高相对分子质量的含量远大于2911,而正是这高相对分子质量拖尾部分引起了两者重均相对分子质量的显著差异。
1.2 样品的制备将HDPE2911和HDPE6098按照6098的质量百分比分别配成0%,10%,30%,50%,70%,90%,100%的混合料,并加入0.3%的抗氧剂1010,试样编号分别记为2911、A 、B 、C 、D 、E 和6098。
用双螺杆挤出机进行熔融共混挤出造粒,将粒料在平板硫化机上于200℃压制成直径为25mm ,厚度约为213mm 的圆片,用于动态流变测试。
1.3 动态流变性能测试动态流变性能测试在高级扩展流变仪(ARES4400290,美国TA 公司)上采用平行板方式进行。
测试过程中采用振动和控制应变模式,频率扫描范围0101rad Πs ～100rad Πs 。
为了保证试样的流变性质在线性粘弹性范围内,应变设定为5%。
测试温度分别为熔点以上温度140℃、160℃、180℃和200℃。
2 结果与讨论为确保测试在线性粘弹性区域进行,先对试样进行应变扫描,根据测试结果,选择处于线性粘弹范围的应变5%进行频率扫描。
因为实验并不是在氮气保护下,而且是在高温长时间下进行,所以为了确认在实验时间内试样不发生氧化降解,对纯试样进行动态时间扫描对比,结果显示在测试时间范围内,模量并不随时间的变化而变化,说明试样在测试时间内基本没有出现氧化降解。
同时,为消除抗氧剂对体系测试结果的影响,以6098含量为50%的C 试样为对比,将未加抗氧剂的试样同有抗氧剂的试样进行频率扫描测试,结果如Fig.2所示。
图中显示两试样的流变数据完全吻合,说明抗氧剂基本未影响共混体系测试结果[3]。
Fig.1 The molecular w eight distribution of the t w o H DPEsFig.2 Comp arison of the rheology of sample C with and without AO at 180℃2.1 储能模量和损耗模量Fig.3、Fig.4为180℃时纯组分和共混体系储能模量G ′和损耗模量G ″随频率的变化趋势。
储能模量和损耗模量是表征聚合物熔体在剪切流动中粘弹特性的重要参数。
储能模量代表流体的弹性分量,反映应变作用下能量在熔体中的储存状况。
从Fig.3中可以看出,除了2911以外,所有体系的曲线斜率值均不满足线性粘弹理论所预测的结果,这与6098的相对分子质量分布指数较大有关。
由于重均相对分子质量的高低对熔体弹性的大小有决定性作用,高相对分子质量的6098具有最高模量。
所以随着6098含量增加,共混体系储能模量值增大,但均处于纯2911和6098的数值范围以内。
每一体系均呈现双对数坐标图下的线性增加关系,这种现象可以看作是均相结构的松弛所导致。
损耗模量代表流体的粘性分量,反映材料在外加交变载荷作用下能量耗散的状况。
Fig.4反映出损耗模量变化趋势与储能模量一致。
高相对分子质量的6098具有最高的损耗模量值。
随着6098含量的增加,体系中长分子链含量增加,分子链之间缠结作用增强,流动阻力增大,因此粘性流动消耗的能量呈现增加趋势。
Fig.3 The relation bet w een storage moduli (G ′)vs.frequency ωFig.4 The relation bet w een lossage moduli (G ″)vs.frequency ω2.2 复数黏度Fig.5为180℃时纯组分和共混体系复数黏度(η3)随频率的变化情况。
由于6098相对分子质量远大于2911,导致复数黏度值远高于2911。
所有共混体系的黏度均处于两个纯组分黏度之间。
随着6098含量的增大,η3逐渐增大。
除了2911以外,所有试样在401高分子材料科学与工程2010年 测试频率内均出现剪切变稀行为,呈现假塑性流体的流动特征。
2911在ω小于1rad Πs 时,黏度不随剪切速率的改变而改变,出现黏度平台区域,当ω大于1rad Πs 时,2911也出现剪切变稀行为。
高重均相对分子质量6098的剪切变稀程度要高于低重均相对分子质量的2911,这主要是由于在低剪切速率下分子链缠结作用较大导致6098具有较高黏度,而在高剪切速率下,有利于分子链的解缠,从而导致黏度有更大幅度的下降。
Fig.6给出了测试频率为01025rad Πs 和100rad Πs 时,复数黏度随着6098组分含量变化而变化的趋势。
从图中可以看出,在ω=01025rad Πs 时,曲线呈现明显的对数加和正偏差现象。
Munoz 2Escalona [2]等将此解释为体系自由体积减小所导致。
梁基照[4]同样认为自由体积导致此现象出现。
大分子间原本存在的间隙(自由体积)允许一定量的另一大分子渗入,使两相相互作用面积及缠结程度增大,界面作用增强,即主要归因于两组分混熔性好或两相互锁。
在ω=100rad Πs 时,曲线的偏差幅度微小,近似认为出现对数加和关系,表明在此剪切速率下,两组分呈现均相结构。
因此推测2911Π6098体系在180℃时呈现熔体均相结构,并不受组分含量的影响。
Fig.5 The relation bet w een complex viscosity(η3)vs frequency (ω)Fig.6 Complex viscosity of the blends at different frequencies (ω)Fig.7 G ′vs.G ″for the samples A ,B,C,D &E at different temperatures2.3 H an 曲线Fig.7(A )～Fig.7(E )分别显示了试样A 、B 、C 、D 、E 在不同温度的Han 曲线(Han 2plot )。
Han 曲线是Han 在1982年以单分散和多分散均聚物的分子粘弹性理论为基础,针对均聚物提出的lg G ′～lg G ″关系曲线[5]。
从图中,可以看出所有共混体系Han 曲线的斜率均小于2。
Han [6]提出,多分散性体系的储能模量和损耗模量的理论关系为lg G ′=x lg G ″+(1-x )lg(8G 0N Ππ2),其中1<x <2。
以Fig.7(A )为例可知,试样A 在不同温度的Han 曲线相互重叠在一起,即试样A 的Han 曲线不存在温度依赖性。
通常,Han 曲线与温度的关系可以间接反映体系相行为的差异,多相聚501 第2期白 露等:高密度聚乙烯共混体系的动态流变行为合物体系与均相聚合物体系的明显差异在于是否存在温度依赖性。
因此,可以将Han曲线开始出现温度依赖性的临界温度作为多组分聚合物共混体系相分离的温度。
若Han曲线不存在温度依赖性,则认为聚合物熔体为均相结构的,即为相容的。
Han[7]和Nesarikar[8]都指出Han曲线对相转变更为敏感。
因此笔者认为试样A在测试温度范围内的熔体状态时为均相结构。
图(B)～(E)显示同一组分在不同温度的Han曲线均不存在温度依赖性,因此认为试样B、C、D和E在熔体状态时也为均相结构。