混沌混合制備PA-PP和PS-PA6-PS-co-TMI相形態(tài)研究.pdf

1、混沌混合是一種新型的聚合物共混方法，被認為是解決層流域混合的最好方式，其通過反復(fù)的拉伸折疊作用，使聚合物共混物分散相在混合初期形成的層狀結(jié)構(gòu)數(shù)目呈指數(shù)型增長，因此混合效率非常高，同時通過混合時間可調(diào)控相形態(tài)。數(shù)值模擬結(jié)果證明非周期性混沌混合具有更好的混合效果，而目前實驗研究都集中于周期性的混沌混合，非周期性混沌混合的規(guī)律仍不明確，同時混沌混合對含相容劑的聚合物共混體系的影響也不清楚。
　　本論文采用數(shù)值模擬方法研究了周期性與非周期

2、性混沌混合的混合特征。通過實驗方法比較了傳統(tǒng)混合器Brabender中的混合與二維混沌混合器中周期性和非周期性的混沌混合，探討了在PA6/PP共混體系中分散相相形態(tài)的演變規(guī)律及特征。并進一步將混沌混合應(yīng)用于含相容劑前驅(qū)體PS-co-TMI的PS/PA6共混體系，研究混沌混合對相形態(tài)影響。論文取得了以下的研究成果:
　　1)根據(jù)獲得混沌混合的方式，設(shè)計制作了二維混沌混合裝置。通過編程實現(xiàn)攪拌轉(zhuǎn)子速度按照指定的波形（周期性Sine和S

3、quare波形，非周期性遞歸序列（RP）和限制性隨機序列(RRS)）變化，獲得混沌混合的效果。
　　2)由數(shù)值模擬的Manas-Zloczower混合指數(shù)分布，周期性的Sine波形能獲得較好的分散混合效果，Square波形會產(chǎn)生不利于混合的弱拉伸區(qū)域。非周期性的RP和RRS波形與Square波形有相似的結(jié)果。由龐加萊圖中發(fā)現(xiàn)Sine波形存在明顯的規(guī)則島，RP和RRS波形能提供更好的分布混合效果。
　　3)在Brabender

4、流變儀中，強剪切有利于減小分散相粒徑，但其分布較寬，而且其相形態(tài)轉(zhuǎn)變較快，無法進行有效調(diào)控。而周期性和非周期性的混沌混合，減緩了相形態(tài)的演變時間，分散相相形態(tài)轉(zhuǎn)變的速度快由到慢的順序為:RP＞Sine＞Square＞RRS，通過混合時間的調(diào)控可獲得特定相形態(tài)的共混物。其中非周期的RP波形獲得的共混物其分散相粒徑較小，且粒徑分布窄，混合效果好，因為其有效的消除了規(guī)則島。周期性的Sine波形也能獲得較好的結(jié)果，因其連續(xù)混合的特點，能有效避免

5、類Square波形混合下存在的弱拉伸區(qū)，對纖維結(jié)構(gòu)的拉伸更加充分。
　　4)相容劑前驅(qū)體PS-co-TMI在混合過程中原位生成接枝相容劑PS-g-PA6，起到了原位增容的作用。由PS-co-TMI的相容過程，直鏈的相容劑前驅(qū)體比與其對應(yīng)的接枝相容劑更容易擴散到相界面，同時相容劑前驅(qū)體的反應(yīng)加速了相容過程，這兩方面的因素加快了相容劑發(fā)揮作用。所以相容劑前驅(qū)體應(yīng)加入不與其反應(yīng)的那一相中，本文中PS-co-TMI應(yīng)加入基體相PS中?；煦?/p>