LLDPE及其復(fù)合材料形態(tài)、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、線(xiàn)性低密度聚乙烯(LI,DPE)是乙烯與a-烯烴的無(wú)規(guī)共聚物,相對(duì)高密度聚乙烯(HDPE)和低密度(LDPE)具有一定的優(yōu)越性，近年來(lái)它已發(fā)展成為最大的聚烯烴品種之一。為了進(jìn)一步擴(kuò)大I，I，DPE的應(yīng)用范圍，對(duì)其進(jìn)行改性引起了研究者們的關(guān)注。對(duì)LLDPE的改性研究除了有機(jī)共混改性之外，還可利用無(wú)機(jī)填料進(jìn)行改性。自20世紀(jì)80年代以來(lái)發(fā)現(xiàn)無(wú)機(jī)納米粒子能明顯改善聚合物的性能，已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。然而一方面無(wú)機(jī)填料的加入可能會(huì)提高聚合物材料

2、的某些性能，另一方面可能會(huì)犧牲了材料的其他性能，同時(shí)使材料的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，不便于進(jìn)行分析和有效利用，因此對(duì)LLDPE復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、性能的研究具有一定的理論和實(shí)踐意義。 而目前對(duì)LLDPE無(wú)機(jī)填充改性研究較少，本工作以L(fǎng)LDPE為基體，選取三種不同形態(tài)的填料(納米碳酸鈣、納米蒙脫土、玻璃纖維)利用熔融共混法制備了u,DPE復(fù)合材料。結(jié)合小角激光散射(SALS)、差示掃描量熱(DSC)、廣角X射線(xiàn)(WAXD)、偏光顯微鏡(PLM)等

3、方法，從橫向和縱向?qū)Ρ?、微觀(guān)和宏觀(guān)角度研究了納米碳酸鈣、納米蒙脫土、玻璃纖維對(duì)LLDPE結(jié)晶行為、材料形態(tài)結(jié)構(gòu)和性能的影響，主要研究?jī)?nèi)容和相應(yīng)結(jié)果如下： 1．采用小角激光散射(SALS)觀(guān)察發(fā)現(xiàn)納米蒙脫土、納米碳酸鈣能縮短 LLDPE的結(jié)晶誘導(dǎo)時(shí)間，且后者的效果要明顯于前者；納米蒙脫土、納米碳酸鈣均能起到細(xì)化晶粒的作用，但過(guò)多用量則會(huì)破壞LLDPE球晶的形成；利用WAXD研究發(fā)現(xiàn)納米蒙脫土、玻璃纖維沒(méi)有改變LLDPE的晶型，微

4、晶尺寸隨著用量的增加而逐漸減小，且玻璃纖維對(duì)LLDPE的微晶尺寸的影響最明顯。 2．DSC研究發(fā)現(xiàn)隨著納米碳酸鈣用量的增加，LLDPE的結(jié)晶溫度均有所升高，而結(jié)晶度有所不同程度的下降。通過(guò)對(duì)比玻纖、納米蒙脫土及納米碳酸鈣對(duì)LLDPE結(jié)晶溫度的影響，發(fā)現(xiàn)它們均能提高LLDPE的結(jié)晶溫度，且納米碳酸鈣提高程度最大。進(jìn)一步利用DSC研究了玻纖GF、納米碳酸鈣對(duì)LLDPE非等溫結(jié)晶行為的影響，并采用Jeziomy法、Mo法和Ozawa法考察了L

5、LDPE、LLDPE/GF5、LLDPE/CaCO<,3>體系的非等溫動(dòng)力學(xué)，結(jié)果表明用前兩種方法處理非等溫結(jié)晶過(guò)程比較理想，而用Ozawa法處理則不太適用。用Jeziomy法求出的參數(shù)zc隨冷卻速率的增加而增加，指數(shù)n值隨降溫速率的增大而略減小，且在1.7～2.6之間變化，同時(shí)LLDPE復(fù)合材料的zc和n略大于LLDPE的zc和n?？疾炝死烊∠?qū)LDPE及其復(fù)合材料的結(jié)晶度、熔點(diǎn)有較大的影響，發(fā)現(xiàn)拉伸后的結(jié)晶度均有提高，且在DSC

6、熔融曲線(xiàn)上出現(xiàn)了新的峰型，隨著納米蒙脫土的加入后該峰逐漸消失。 3．在力學(xué)性能研究中發(fā)現(xiàn)納米蒙脫土和納米碳酸鈣的加入使得LLDPE的低溫沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度有所降低，而拉伸強(qiáng)度和彈性模量有所提高。在拉伸形變過(guò)程，填料的加入改變了LLDPE的屈服應(yīng)力，而對(duì)材料結(jié)果內(nèi)部的球晶變化沒(méi)有產(chǎn)生太大的影響。在形態(tài)研究中，通過(guò)掃描電鏡觀(guān)察到納米碳酸鈣在LLDPE中的分散較納米蒙脫土均勻，而WAXD檢測(cè)發(fā)現(xiàn)納米蒙脫土在LLDPE沒(méi)有形成插層結(jié)構(gòu)