EVOH層疊復(fù)合材料制備工藝及性能研究.pdf

1、EVOH（乙烯-乙烯醇共聚物）具有良好的阻隔性能，其主要應(yīng)用于食品、藥品和精密儀器的包裝領(lǐng)域，是一種應(yīng)用較為廣泛的功能高分子材料。我國(guó)是包裝材料的生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)，但是國(guó)內(nèi)的包裝材料生產(chǎn)企業(yè)的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式存在著較多不足之處，而國(guó)外企業(yè)在這一領(lǐng)域發(fā)明了許多新工藝、新方法，長(zhǎng)期占據(jù)著阻隔包裝材料的高端市場(chǎng)。為了解決上述問題，本文旨在探索新的加工工藝來進(jìn)行聚乙烯醇類復(fù)合材料的制備，以使其具有更加良好的阻隔性能和力學(xué)性能，開發(fā)出更加適合于市場(chǎng)

2、需求的阻隔包裝材料。
　　本文根據(jù)高分子材料先進(jìn)制造的熔體微積分思想，設(shè)計(jì)并制造出了一套微納層疊加工設(shè)備，采用了分層-90°翻轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)方法，使流道中的高分子熔體受到較為強(qiáng)烈的拉伸及剪切作用。完成了層疊裝置的制造、安裝及調(diào)試過程，通過控制層疊器的數(shù)量可以制備出不同層數(shù)的微納層疊材料，通過這套設(shè)備可以制造9層、81層及729層的高分子材料。
　　本文利用ANSYS軟件下的POLYFLOW求解器對(duì)層疊流道進(jìn)行了仿真模擬，得到了流道

3、中的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)及剪切速率的分布圖。從仿真結(jié)果中可以看出，在模具中間的剪切-扭轉(zhuǎn)部分，高分子流體的剪切速率較大，并且流動(dòng)速率較快。從流體入口處開始，流道內(nèi)的壓力逐漸下降，并且在中間的剪切-扭轉(zhuǎn)部分其下降的最快。這表明了由于在中間部分，流道形狀發(fā)生了較大的變化，高分子流體被延展變寬，并在這一區(qū)域受到了較為強(qiáng)烈的剪切拉伸作用。
　　本文對(duì)PP/EVOH，HDPE/EVOH，PP/EVOH/EVOH復(fù)合體系進(jìn)行了研究，采用疊層裝置對(duì)上

4、述樣品進(jìn)行了制備，討論了EVOH含量、層疊層數(shù)及PP基體的熔融指數(shù)對(duì)于復(fù)合材料的性能的影響。通過對(duì)制備樣品的氧氣透過率進(jìn)行測(cè)試，證明了采用微納疊層的方法可以明顯提高復(fù)合材料的阻隔性能，相較于未經(jīng)處理的樣品，其阻隔性能提高了17.7倍。并且對(duì)樣品進(jìn)行了掃描電子顯微鏡(SEM)、萬能材料力學(xué)拉伸機(jī)、差示掃描量熱(DSC)、廣角X射線衍射(WXRD)分析，探究了不同復(fù)合材料體系的微觀結(jié)構(gòu)、拉伸性能和結(jié)晶性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，共混體系經(jīng)過層疊裝置