(整理)HDPE增韧课题.
HDPE
前言高密度聚乙烯（HDPE）无毒，价廉，质轻，优异的耐湿型及化学稳定性，易成型加工，是广泛应用的塑料材料之一。
但HDPE制品受韧性不够高、硬度低、环境应力开裂能差等限制，不能广泛用作结构材料。
因此，对HDPE进行增韧改性研究，开发高强高韧HDPE共混材料已经变得相当重要。
本文介绍了HDPE的性质参数、牌号分类等基本理论，总结了HDPE的应用和发展趋势，继而阐述了增韧改性的一些理论及方法。
最后通过实验的方法验证HDPE添加纳米刚性例子增韧改性的机理。
以期通过对该理论的理解和深入探讨以达到HDPE管道在低温下增韧改性的目的。
1.HDPE简介高密度聚乙烯，英文名称为“High Density Polyethylene”，简称为“HDPE”。
聚乙烯（PE）是结构最简单的高分子聚合物，也是应用最广泛的高分子材料。
它是由重复的–CH2–单元连接而成的。
PE通过乙烯CH2=CH2加聚而成，PE的性能取决于它的聚合方式。
分子结构以线型结构[1]为主，支链极少，密度高（0.941-03965g/cm3），结晶度达80～90% ，非极性的热塑性树脂，分子量在200,000到500000 ，软化点为125～135℃，脆化温度 -70℃，使用温度可达100℃，熔点约131℃。
不同的催化剂[2]被用于生产定制特殊性能聚合物。
这些变量相结合生产出不同用途的HDPE品级；在性能上达到最佳的平衡。
在中等压力（15-30大气压），有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯（HDPE）。
这种条件下聚合的PE 分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。
2.HDPE的物理化学性能HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。
原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。
PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。
某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃（四氯化碳）。
聚丙烯增韧
粒子与基体的界面明显； 而改性Ｃ ａ Ｃ Ｏ ３ 与Ｐ Ｐ的相界面模糊 ，Ｃ ａ Ｅ Ｏ ３ 在体 系中能达到均匀分散 ，这种 良好的分散效果使复合材料的韧性得 到了 较大的提高。 方镇【 ９ 】 先用马来 酸酐对Ｃ ａ Ｃ Ｏ ３ 表 面进行改性 ，在其表 面引入双 键 ，再通过原位固相接枝法将聚丙烯蜡化学键合在Ｃ ａ Ｃ Ｏ ３ 表面 ，制得３ 种不同化学接枝率的改性Ｃ ａ Ｃ Ｏ ３ ，来调控Ｐ Ｐ ／ Ｃ ａ Ｃ Ｏ ３ 复合材料的界面相 互作用强弱。结果表 明，当接枝率适中时 ，复合材料的冲击强度得到 较大的提高 ， 但进一步增加接枝率 ，复合材料 的冲击强度反而下降 ， 由此可见 ，只有适 当的界面相互作用才有利 于复合材料冲击韧性的提
２ 无机蚋米粒 子 填充粒子的粒径越小 ， 比表面积越大 ， 与聚合物基体树脂 的界面 结合力越强 ， 从而纳米复合材料更好地综合 了无机纳米粒子 与基体树 脂 的优点 ， 得 到高性能的复合材料 。石璞 ［ ４ ］ 等利用 自制的复合偶联剂 对纳米进行表面处理， 再与 聚丙烯熔融共混 ， 制备聚丙烯纳米复合材 料， 复合材料的力学性能最优与纯相 比， 冲击强度提高了。丁超［ ５ ］ 等 通过 自 制 的长链带有反应基团的不饱 和季胺盐改性蒙脱土 ， 在高接枝 率的三单体接枝聚丙烯的增容作用下 ， 与进行熔融共混 ， 形成插层型 纳米复合材料。与纯的聚丙烯相 比， 所制备的纳米复合材料拉伸强度 提高 ， 弯 曲强度提高 ， 模量提高 ， 冲击强度 提高 。史大ｆ ｌ ｌ ￣ ［ ６ ｌ 等通过 对纳米碳酸钙增韧Ｐ Ｐ及复合材料的机械断面的研 究发现 ，由于纳米碳 酸钙的小尺寸效应 、大 的比表 面积而使表面原子处于高度 活化状态 ， 并与聚合物强的界面相互作用 ， 从而使聚丙烯的结晶行为发 生较大改 变， 并引起聚丙烯 的力学性能的变化。
HDPE的增韧改性机理
㈡刚性粒子增韧
进一步的研究表明，如果在体系中加非反应性助偶联剂，-改性石蜡（NR) ，NR会与各种偶联剂的长链末端通过分子间力的作用产生良好的相容性， 使NR倾向于分布在碳酸钙与HDPE基体之间的界面处，从而使NR取代偶联 剂与HDPE基体发生作用，形成一种新的相界面，由于这两相界面的形成， 一方面改善了碳酸钙与HDPE之间的界面粘结状态，另一方面增大了碳酸钙 与HDPE间力学作用层的厚度，使材料在保持较好的综合性能的同时，冲击 韧性得到大幅度提高。（改性通常是将蜡进行化学改性，改变其理化性质。 由于引进了极性基团，蜡的表面性质发生了变化，其乳化胜、溶解性、阻燃性、
㈠弹性体和/或韧性好模量低的树脂增韧
研究表明，HDPE／NBR共混物的冲击断面呈平行排列的 丝状结构，可认为是试样断裂时银纹扩展为裂纹留下的痕迹， NBR以微细结构分散于HDPE中，当受力后能引发大量银纹， 使共混物显示高的冲击性能。
1.2HDPE与韧性好模量低的树脂共混 HDPE/LLDPE(线型低密度聚乙烯)、HDPE/CPE(氯化聚 乙烯)、HDPE/EVA(乙烯一醋酸乙烯共聚物) 、 HDPE/mPE(茂金属聚乙烯)、HDPE/PVA(聚乙烯醇)短纤维 共混体系等。
HDPE增韧改性尚待解决的问题
用弹性体增韧：其一，HDPE是一类非极性结晶性聚合物，通常情况下易形
成结晶聚合物，与弹性体的相容性差，相界面结合力小，易发生界面脱粘;其二弹 性体作为分散相，未适度交联，外力作用下易发生分子间滑脱而产生“空化”;其 三，欲呈现高的冲击强度，必须加大弹性体的质量分数，使增韧HDPE中刚性低的 成分太多。
采用刚性粒子增韧或者弹性体与刚性粒子并用增韧，刚性下 降的幅度不大，甚至有的会有所提高，但是存在如下不足: 其一，一般要求HDPE本身的韧性就要好，如50005型;其二， 增韧的效果不太明显，韧性提高的幅度不太大;其三，也有 一些增韧体系能使HDPE的韧性大幅度提高，但同时也使刚 性显著降低了。其四，使增韧HDPE的密度增大。
HDPE的增韧改性机理
㈡刚性粒子增韧
添加增容剂能很好的提高增韧效果。秀萍卿等人在 HDPE/As共混体系中加入一定量的氯化聚乙烯接枝(丙烯睛 一苯乙烯)共聚物(CPE一g一S)作为相容剂. 另外还可以用紫外线辐射，电子束辐照，γ射线辐照。 2.2无机刚性粒子增韧 无机刚性粒子有很多，常见的有碳酸钙，硅灰石，高岭 土，水镁石，蒙脱土，方解石，碳纳米管等。最常用的是 碳酸钙。为了提高填料与基体的相容性和界面粘接强度， 需对碳酸钙进行表面处理。
㈠弹性体和/或韧性好模量低的树脂增韧
研究表明，HDPE／NBR共混物的冲击断面呈平行排列的 丝状结构，可认为是试样断裂时银纹扩展为裂纹留下的痕迹， NBR以微细结构分散于HDPE中，当受力后能引发大量银纹， 使共混物显示高的冲击性能。
1.2HDPE与韧性好模量低的树脂共混 HDPE/LLDPE(线型低密度聚乙烯)、HDPE/CPE(氯化聚 乙烯)、HDPE/EVA(乙烯一醋酸乙烯共聚物) 、 HDPE/mPE(茂金属聚乙烯)、HDPE/PVA(聚乙烯醇)短纤维 共混体系等。
㈡刚性粒子增韧
进一步的研究表明，如果在体系中加非反应性助偶联剂，-改性石蜡（NR) ，NR会与各种偶联剂的长链末端通过分子间力的作用产生良好的相容性， 使NR倾向于分布在碳酸钙与HDPE基体之间的界面处，从而使NR取代偶联 剂与HDPE基体发生作用，形成一种新的相界面，由于这两相界面的形成， 一方面改善了碳酸钙与HDPE之间的界面粘结状态，另一方面增大了碳酸钙 与HDPE间力学作用层的厚度，使材料在保持较好的综合性能的同时，冲击 韧性得到大幅度提高。（改性通常是将蜡进行化学改性，改变其理化性质。 由于引进了极性基团，蜡的表面性质发生了变化，其乳化胜、溶解性、阻燃性、
用偶联剂活化
用有机物活化 用聚合物活化 1.用偶联剂活化 偶联剂是一种增加无机物与有机聚合物之间 亲和力，且具有两性结构的物质，偶联剂在无机 物和聚合物之间通过物理的缠绕，或进行某种化 学反应，形成牢固的化学键，从而使两种性质大 不相同材料紧密结合起来。用于活化碳酸钙粉体 常见的偶联剂有钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和 硅烷偶联剂等。
HDPE增韧改性的总结笔记
HDPE增韧改性的总结笔记共混改性是指在一种树脂中掺入一种或多种其他树脂（包括塑料和橡胶），从而达到改变原有树脂性能的一种改性方法。
其实质是靠大分子自身运动和在外力作用下各组分互相渗透、互相分散、互相粘接的物理混合过程。
多数情况下，两种聚合物共混在热力学上是不相容的，这就排除了形成完全均相共混物的可能性。
实际上，共混物具有一定微相大小的两相结构区是我们所需要的。
但是两相间的界面状况对共混物性能影响很大，比如界面张力大，两相之间粘附力就差。
塑料改性不仅能降低塑料制品成本，提高企业效益的最有效的途径，更重要的事塑料改性是获得具有独特功能的新型高分子材料的最佳途径。
要研制一种具有独特功能的高分子材料，通常是耗时多和需要较多的投资的，有些甚至是难以实现。
但通过几种具有不同性能的材料共混和填充改性，就可以制成多功能的高分子材料，满足多种用途的需求。
这种研制方法不仅成本低，而且容易。
高密度聚乙烯(HDPE)是一种应用范围非常广泛的热塑性塑料，世界产量仅次于PVC和LDPE居第三位。
由于HDPE树脂具有良好的物理机械性能、较高的使用温度，优良的耐寒性能等，因此被广泛用于加工各种塑料制品。
但由于其结晶度高，因而它的冲击强度差以及耐环境开裂性差等缺陷制约了它的适用范围,故国内外开展了大量增韧改性HDPE研究工作，人们采用填充改性、共混改性以及直接工具等方法进行改性研究，其中以填充改性最为简单和经济。
但传统的填充改性却往往使作为结构材料主要力学性能的韧性、强度大幅度下降，效果不是很理想。
常采用的增韧助剂有：弹性体、热塑性弹性体和刚性增韧材料；增强的助剂有：玻璃纤维、碳纤维、晶须和有机纤维。
早期通常采用橡胶类弹性体颗粒进行，如：ABS、HIPS和PP/EPOM 等增韧体系。
随着非弹性体增韧新思想的提出，人们在应用刚性无机离子增韧增强改性方面进行了开拓性的研究。
目前人们对弹性体及非弹性体粒子增韧机理的观点很多，主要有：橡胶粒子诱发多重银纹理论，银纹与剪切带相互吸收冲击能理论；有机刚性粒子在基体应力场作用下变形吸收冲击能理论和无机刚性填料粒子周围应力场的叠加作用可增强基体的剪切屈服和塑料变形从而吸收冲击能量理论等等。
硬聚氯乙烯建筑塑料的增韧改性技术
硬聚氯乙烯建筑塑料的增韧改性技术硬聚氯乙烯是脆硬性聚合物，抗冲击性差，还有加工流动性、热稳定性、耐热变形性等较差，尤其是用作建筑材料，抗百家乐秘籍冲击性差，其制品脆硬易裂，这使硬聚氯乙烯建筑塑料制品在使用上受到了限制。
为此，在聚氯乙烯中要加入冲击性能改性剂来增韧改性，提高其冲击强度。
1、弹性体增韧聚氯乙烯1.1氯化聚乙烯（CPE）氯化聚乙烯是高密度聚乙烯在适当条件下经氯化而制成。
高密度聚乙烯经氯化后，破坏了其结晶度，使之柔嫩而具有橡胶类弹性体的性质，加入适合量的氯化聚乙烯，使它在聚氯乙烯中分散呈交织立体网络结构，当硬聚氯乙烯建筑塑料制品受到外力冲击时，其可汲取冲击能量，所以能提高硬聚氯乙烯建筑塑料制品的抗冲击性能。
氯化聚乙烯与聚氯乙烯的相容性重要受氯化聚乙烯的氯含量和氯原子在聚乙烯主键上的分布情况的掌控，因而氯化聚乙烯的含氯量对改性效果的影响很大，含氯量小于25%的氯化聚乙烯，与聚氯乙烯相容性很差，不适合聚氯乙烯的改性；含氯量大于48%的氯化聚乙烯，与聚氯乙烯相容性良好，能起到聚氯乙烯的增塑剂作用；含氯量为25%～40%的氯化聚乙烯是较好的冲击性能改性剂；含氯量为35%～36%的氯化聚乙烯，冲击强度明显提高，是良好的冲击性能改性剂。
因氯化聚乙烯不含双键，能提高制品的耐候性，它还能加添流动性，有增塑、润滑作用，可改进加工性能。
由于含氯量加添，改善了耐燃性，氯化聚乙烯热稳定性比聚氯乙烯好，加之价格相对而言较低廉，所以，氯化聚乙烯是目前塑料管、塑料门窗型材生产厂家广泛应用的冲击性能改性剂。
在实际加工使用时，过高的加工温度及过大的剪切力，会影响制品改善抗冲击性等。
从材料的改性效果来看，由于氯化聚乙烯是橡胶类弹性体，增韧聚氯乙烯的同时，使聚氯乙烯的刚性和强度有所下降。
1.2丙烯酸酯类聚合物（ACR）ACR冲击性能改性剂是具有核壳结构的丙烯酸酯类聚合物。
核是轻度交联的丙烯酸酯橡胶弹性体，壳是甲基丙烯酸甲酯的聚合物，其微粒分散于聚氯乙烯中，由于改性剂的壳层与聚氯乙烯相容性较好，微粒可均匀分散在聚氯乙烯粒子间形成粘附力较大的粒子，加强了分散应力的本领。
聚合物的增韧
聚合物的增韧摘要：本文是一篇关于聚合物实现既增韧的综述，方法及其机理，并讨论了聚台物实现增韧的条件。
介绍几近年来增韧的几种材料。
聚合物作为结构材料，强度和韧性是两个重要的力学性能。
塑料改性中增韧一直是高分子材料科学研究的重要内容，但一般情况下，增韧和增强往往是相互矛盾。
增韧塑料其韧性、冲击性能提高，但材料的强度和刚度下降；而在增强塑料中，又通常导致韧性、冲击强度的降低。
因此，如何获得既增强又增韧的综合性能优良的高分子材料，是高分子材料科学研究中的热门课题。
1. 弹性体（增韧）和填料（增强)的共同作用早在上世纪初，人们就发现用橡胶类弹性体作为增韧剂以适当的方式分散于塑料基体中达到增韧目的，如环氧、尼龙、聚丙烯等的橡胶增韧。
过去几十年来，人们在橡胶增韧塑料的机理方面做了大量的研究工作，并提出了许多理论。
早期，Merz等人认为橡胶促使脆性材料韧性提高的原因是当材料在应变中产生裂纹时，有些橡胶粒子横跨于裂纹两端产生伸长变形，阻止裂纹扩展并吸收能量。
后来Newman、Schmit、Bucknall等人发现橡胶增韧脆性材料的机理不在于橡胶微粒本身吸收能量，而主要是橡胶微粒在在塑料基体中作为应力集中体引发基体的剪切屈服和银纹化，从而因塑料基体本身吸收能量而使材料的韧性得到提高。
但是橡胶类弹性体增韧塑料往往导致材料的强度、刚度、抗蠕变性、热变形温度等性能降低。
如何保持既提高材料的强度、刚性争眭能的基础上，提高共混材料的韧性，便是目前塑料改性的方向之一。
而在填充、纤维增强聚合物复合材料中，填料的浓度、形态、尺寸、粒度分布、表面积、堆砌方式和纤维含量、分布、表面化学性质等对材料性能影响很大。
在填充和纤维复合增强聚合物中，材料的性能除了取决于各组分的性能外，两组分间的界面的相互作用也是影响增强聚合物复合材料的重要因素之一。
有关增强复合材料界面作用机理，现已提出了许多理论，其中比较重要的有：物理吸附或表面浸润理论，化学键理论，可形变层理论，束缚层理论和互穿网络理论。
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添加纳米刚性粒子增韧改性HDPE使用无机刚性粒子对高分子材料进行增韧，是近年来高分子材料科学领域出现的一项重要的新技术，目前对刚性无机粒子增韧的基本条件初步认识有三条：1、刚性粒子与树脂基体之间要有良好的界面粘接力，使应力更容易通过界面传递，界面粘接的好坏与粒子的冷拉有直接影响；2、被增韧基体本身应具有一定韧性。
基体的韧性使得它在共混合金受力时易于屈服形变，产生对刚性粒子的静压力，并使其发生塑性形变以吸收更多的冲击能量；3、刚性粒子要有恰当的尺寸，刚性粒子粒径要小且浓度要达到一定值才能增韧。
从复合材料的观点分析，若粒子刚硬，且粒子与数值界面结合紧密，如粒子经特定的改性剂处理，则助剂粒子也能承受拉应力，起增强改性的作用。
在塑料材料中加入无机填料，不仅可以明显降低材料成本，而且还可以适当改善材料的力学模量、耐热性能和表面硬度等材料性能，然而，在塑料材料中加入无机填充材料后一般都会使材料性能变脆，缺口冲击韧性下降，材料的使用性能收到明显影响。
故其填充材料的加入量不宜过多一般加入量在10%左右，因此这也限制了该种改性方法的进一步深入发展。
如何能在既增加填充量，明显降低塑料材料生产成本的同时，也显著提高其材料的缺口冲击韧性、力学模量和耐热性等，提高塑料材料的使用性能，已经成为近年来人们所关注的热门话题“刚性填料粒子增韧塑料材料”。
添加纳米碳酸钙部分：通过研究纳米C aco3填充HDPE体系的力学性能和流变性能，发现这种体系的脆韧转变消失，具有良好的加工性能和优良的综合性能。
研究表明：a.纳米级碳酸钙即使表面未经过活化处理，对HDPE也有一定的增韧作用；b.纳米级碳酸钙经适当的表面处理，可是HDPE/C aco3复合材料的冲击强度、断裂伸长率明显提高，复合材料的综合力学性能得到改善；c.在纳米级碳酸钙填充HDPE中，脆韧转变点消失，是冲击强度在纳米级碳酸钙含量为20%~25%之间达到最大值。
为了提高填料与基体界面的相容性，需对其进行表面处理，往往通过添加偶联剂和增溶剂的方法获得。
且复合偶联剂处理方法明显优于单一偶联剂处理方法。
将刚性粒子添加偶联剂进行表面处理，使得刚性粒子能与基体树脂界面结合度提高，改善两种性质完全不同物质的相容性，但是体系的抗张强度往往降低。
刚性粒子的粒径、粒径分布、含量及其试样熔体冷却速率等与其基体的诱导结晶效用及材料韧性间的关系等因素对改性影响很大。
使用一种分子量在10，000左右的大分子偶联剂对纳米碳酸钙进行表面改性，结果使填充体系有良好的综合性能，且断裂伸长率显著提高，加工性能也得到极大改善。
深入纳米碳酸钙对HDPE的增强增韧研究结果表明：a.纳米级碳酸钙在未经表面处理的情况下，与HDPE仍具有一定的粘接作用力，对HDPE有增强增韧作用；b.现有表面处理剂对纳米碳酸钙与HDPE相界面粘接作用的改善不大，但能促进碳酸钙粒子在基体中的均匀分散，显著减少碳酸钙增强增韧HDPE的用量。
表面处理的碳酸钙在含量为4%~6%时，复合材料的冲击强度即可以提高1倍，同时其屈服强度及模量也均有所提高。
研究Caco3/HDPE复合体系时观察到轻质碳酸钙填充HDPE的断口形貌为典型的“带状结构”，重质碳酸钙填充HDPE为“絮状结构”，两者都有利于材料韧性的提高，但“带状结构”吸收的冲击能不一定比“絮状结构”的高。
刚性粒子增韧机理探讨1.ROF增韧机理目前主要有两种机理，即适用于相容性较好体系的“冷拉机理”和适用于相容性不佳体系的“空穴增韧机理”。
1.1冷拉机理1984年Kurauchi和Ohta在研究PC/ABS和PC/AS共混物的力学性能时，首先提出了有机刚性粒子增韧塑料的新思想，并且提出了有机刚性粒子增韧塑料的新思想，并用“冷拉概念”解释了共混物韧性提高的原因。
经典经观察样品拉伸前后的形态变化发现：拉伸前，ABS和AS都以球型微粒分散在PC基体中，粒径大约是2μm和1μm；拉伸后，PC/ABS和PC/AS共混物中无银纹结构，但分散相的球状结构都发生伸长变形，变形的幅度大于100%，因协同应变使其周围的PC基体也产生了同样大小的形变，因而在受力时吸收了更多的能量，而使共混物的韧性得以提高。
共混物能量吸收的增加被认为是刚性球粒在基体的高静压下变韧，拉伸时变韧的刚性粒子因受拉导致在赤道面位置受到大的压应力作用而产生伸长，并协调连续相基体产生同样的变化，这就是有机刚性粒子增韧的冷拉机理。
1.2空穴增韧机理a.体系相容性较差时，分散相ROF以规整的球状均匀分散在HDPE基体连续相中，两相间有明显的界面，甚至分散相粒子周围存在着空穴。
b.受冲击时，界面易脱粒而形成微小的空穴，这些微小的空穴易产生剪切面吸收能量，也可引发银纹吸收能量，从而提高材料的冲击强度。
RIF增韧机理一般认为刚性无机粒子的增韧机理为：a.在变形中，刚性无机粒子的存在产生应力集中效应，引起粒子周围的树脂基体屈服（空化、银纹、剪切带），这种基体的屈服将吸收大量变形功，产生增韧。
b.刚性粒子的存在能阻碍裂纹的扩展或钝化，终止裂纹。
粒子钝化或终止裂纹的原因在于两相界面的部分脱粘形成空化，使裂纹钝化，不至于发展成破坏性裂缝。
C.随着填料的微细化，粒子的比表面积增大，填料与基体的接触面积增大，材料受到冲击时，产生更多的微开裂，吸收更多的冲技能。
但若填料用量过大，微裂纹易发展成宏观开裂，体系性能变差。
根据以上机理，实现增韧的要求是：基体要有适当的韧性，基体与粒子间要有适宜的结合力，故要求对无机粒子表面要进行适当的活性处理。
影响RF增韧效果的因素1）基体韧性刚性粒子对HDPE的增韧是通过促进基体发生屈服和塑性形变吸收能量来实现的，因而要求基体具有一定的初始韧性。
一般而言，HDPE集体的初始韧性越大，则增韧的效果越明显。
2）界面粘结力冷拉机理认为，界面的粘结性越好，则增韧的效果越好。
而空穴机理认为，界面粘结性太好时，不利于冲击强度的提高。
实际上两方面都存在一定的片面性，它们分别对应着材料受拉伸作用和断裂韧性两种情况。
3）粒径大小一般大粒径粒子易在基体内产生缺陷，尽管能提高体系的硬度和刚性，却损害了强度和韧性。
随着粒径的减小，粒子的比表面积增大，粒子与基体的接触面积增大，材料受冲击时，产生更多的屈服，吸收更多的冲击能。
但如粒径太小，颗粒间作用太强，易团聚，也不利于材料韧性的提高，因此RF离子的粒径存在着一个最佳点。
4）如果刚性粒子的添加量太小，分散浓度太低，气吸收的塑性形变能也小，因为承担和分散应力的主要是HDPE基体，没有明显的增韧作用。
随着增韧剂用量的增加，共混体系的冲击强度不断提高，但当RF用量超过某易临界值时，粒子间过于接近，材料受冲击时产生微裂纹和塑性变形太大，几乎为宏观开裂，此时将使材料的抗冲击性能下降。
5）粒间基带宽度通过对碳酸钙增韧HDPE研究认为，当粒间基带厚度小于临街粒间基带厚度时，在相对小的应力下，基体将产生空化以及大量的局部银纹。
强迫基体塑性变形的三维张力将通过空化而释放，围绕粒子周围的英里长已不再是简单的增加，而是明显的相互作用，导致了集体的屈服，增大了粒子间的HDPE的塑性变形，使共混物得到增韧。
国内的研究现状目前国内的研究重点主要集中在以下几点：1）由于RF具有增韧增强的双重效应，大部分研究者已经从弹性体增韧HDPE转变到RF增韧HDPE，或者先用弹性体将HDPE调至脆性转变附近，然后再用RF对HDPE进行韧性改性，结果表明后者的改性效果更佳。
2）增韧机理的研究对于RF增韧HDPE的各种机理目前仅限于定性分析，而物系统的定量分析。
就ROF增韧HDPE而言，人们大多接受冷拉机理，其它机理还有待于进一步验证。
3）相容性的研究无论是何种刚性粒子增韧HDPE，共混体系的相容性都起着至关重要的作用。
改进聚合物之间的相容性主要是相容剂。
相容剂可促进相分散均匀、细化和稳定，降低表面张力，增加界面粘结力，从而改善体系的力学性能。
目前已开发出多种多样、用于不同体系的相容剂。
4）相态结构的研究借助光学与电子显微镜及相应的染色技术等形态观测技术，对材料的断口形貌进行了细致观察，从而进一步了解共混体系的微观相态结构。
添加纳米粘土部分：聚烯烃/粘土纳米复合材料是一种新兴复合材料。
通过对插层复合法、熔融法和原位聚合法三种方法的机理比较，确定原位聚合法是制备聚烯烃粘土纳米复合材料的最适宜方法, 聚烯烃/粘土纳米复合材料的特点粘土矿物是一种具有层状结构的铝硅酸盐矿物,常见的有高岭石、蒙脱石、绿泥石、伊利石等。
目前在粘土纳米复合材料研究中,主要用蒙脱石矿物。
蒙脱石（MMT）是一种2：1型状矿物,每个单位晶胞均由两层硅氧四面体之间夹着一层铝（镁）氧（羟基）八面体构成,二之间靠共用氧原子连接,这种四面体和八面体的紧密堆积结构使其具有高度有序的晶格排列,每层的厚度约为1nm,具有很高的刚度,层间不易滑移。
由于硅氧四面体中的部分Si4+和铝氧八面体中的部分Al3+被Mg2+所同晶置换，这些1nm厚的片层表面产生了过剩的负电荷。
为了保持电中性,过剩的负电荷通常由层间吸附的阳离子来补偿。
MMT的晶体结构如图1所示。
以粘土矿物填充改性聚烯烃，有如下优点：1.比传统的聚合填充体系重量轻，只需要很少质量分数（一般仅为3%~5%）的填料即可具有很高的强度、韧性及电隔性能，而常规纤维、矿物填充的复合材料需要高得多的填充量，且各项性能指标不能兼顾；2.PLS纳米复合材料具有优良的热稳定性及尺寸稳定性；3.力学性能优于纤维增强聚合物体系,因为层状硅酸盐可以在二维方向上起到增强的作用,无需特殊的层压处理；4.PLS纳米复合材料膜由于硅酸盐片层平面取向,因此有优异的阻隔性能；5.纳米蒙脱石/热塑性聚烯烃复合物容易再生利用,其力学性能能够在再生中得到提高。
由于粘土矿物纳米分散相大的比表面积和强的界面相互作用,PLS表现出不同于一般宏观复合材料的力学、热学、电、磁和光学性能。
不仅如此,PLS还可能具有原组分不具有的性能,为设计和制备高性能多功能新材料提供了新的机遇。
原位聚合法:先将催化剂引人硅酸盐层间,通入单体聚合后得到插层或剥离型纳米复合材料。
该法消除了非极性聚合物插人极性硅酸盐时的焓、熵势垒,已成功地合成出一些聚合物纳米复合材料。
制备粘土/聚乙烯复合材料的关键在于将原土经有机改性与乙烯聚合催化剂的负载化融于一体。
将催化剂插层的层状硅酸盐(Layered Silicate简称LS)引人乙烯单体中进行聚合,消除了反应的焓、熵势垒,容易形成聚乙烯纳米复合材料。
但由于LS孔穴中常含有杂质和极性官能团,易与多数烯烃聚合催化剂作用,导致活性下降,故烯烃催化剂的选取非常关键。
目前,聚烯烃聚合反应的催化剂体系主要有三类,分别是传统Ziegler-Natta催化剂、茂金属催化剂和非茂催化剂。