HDPE增韧改性相关知识

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。所以在使HDPE韧性大幅度提高的同时尽可能的保持其刚性就成了添加弹性体填料方面研究的重点。所以要获得优良的冲击性能，弹性体分散相粒径应利用等粘度原则，可获得最小的分散相粒径，从而获得良好的增韧效果的共混材料；弹性体与基体间要有良好的相容性。因为不相容的体系中加入增容剂后，其作用相当于表面活性剂在水、油混合物中的乳化作用。增容剂均匀的分布在两种聚合物的界面，显著的降低了共混物组分间的界面张力，减小了分散相的尺寸，大大提高了两相之间的黏合强度。增容剂的存在稳定了分散相，抑制了颗粒的聚结，有效的改善了组分间的相容性。

添加弹性体增韧的研究主要流程：挤出共混造粒注射成型拉伸试样实验观察分析。

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，这项技术可在不降低强度的基础上，是高分子材料的刚性和韧性大幅度的提高，刚性粒子增韧技术的出现，标志着人们对高分子复合材料中无机刚性粒子表面、界面上认识的飞跃，也标志着人们对高分子增韧理论认识上的飞跃，它必将为高分子材料的改性带来革命性的进步。

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”。研究比较多的填料有：短切玻璃纤维、碳酸钙、滑石粉、高岭土、硅灰石、二氧化硅等。该填料与基体HDPE的表面能相差很大，为了提高界面的相容性，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。

添加刚性粒子的研究方法：添加助剂后通过比较拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度等参数确定最佳配方。