抗沖共聚聚丙烯微結(jié)構(gòu)、相形態(tài)及動(dòng)態(tài)流變行為研究.pdf

1、作為一種高性能聚烯烴材料，抗沖共聚聚丙烯(IPC)因其具有的優(yōu)良強(qiáng)度和抗沖性能在多種工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由于丙烯和乙烯單體在共聚階段其結(jié)構(gòu)序列的多樣性，IPC的組成和結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)特殊的多重性和復(fù)雜性；同時(shí)，作為一種“反應(yīng)合金”，IPC熔體表現(xiàn)出了獨(dú)特的流變行為。由于組成、鏈結(jié)構(gòu)、組分間相容性及相形態(tài)等均可能對(duì)多相多組分材料的最終性能產(chǎn)生重要影響，且流變行為直接反映材料的加工性能，研究IPC的微結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)流變行為對(duì)于調(diào)控材料性能、發(fā)展最優(yōu)

2、加工理論具有重要的理論價(jià)值和應(yīng)用指導(dǎo)意義。
　　 本文采用多種測(cè)試和表征方法，系統(tǒng)地研究了IPC的鏈結(jié)構(gòu)、組成、組分間相容性和相形態(tài)，并從微結(jié)構(gòu)與形態(tài)角度出發(fā)，改進(jìn)了經(jīng)典模型并提出了新的相結(jié)構(gòu)模型，同時(shí)對(duì)IPC的動(dòng)態(tài)流變行為進(jìn)行了深入討論。此外，還制備了IPC和高密度聚乙烯(HDPE)熱壓復(fù)合材料，并對(duì)其界面焊接性能進(jìn)行了研究。論文研究取得了如下的主要結(jié)果：
　　 1．利用溫度梯度萃取分級(jí)的方法將IPC分級(jí)為三個(gè)級(jí)分：F

3、50,F100和F125。熱分析的結(jié)果表明，三個(gè)級(jí)分分別對(duì)應(yīng)著IPC中的三種主要成分，即乙烯丙烯無(wú)規(guī)共聚物(EPR)，乙烯丙烯嵌段共聚物(EbP)和丙烯均聚物(HPP)。發(fā)現(xiàn)IPC及其F100級(jí)分均具有三個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變，且IPC中各級(jí)分的轉(zhuǎn)變溫度和IPC所表現(xiàn)的相應(yīng)組分的轉(zhuǎn)變溫度存在差異，表明IPC中各級(jí)分間存在著一定的相互作用。對(duì)各級(jí)分進(jìn)行共混和連續(xù)自成核退火(SSA)處理，發(fā)現(xiàn)IPC中EbP/HPP級(jí)分間可形成PP共晶，而EPR對(duì)Eb

4、P的結(jié)晶起到明顯的稀釋作用。這些結(jié)果表明，EPR/EbP和EbP/HPP中組分間均具有良好的相容性，同時(shí)也證明了EbP對(duì)EPR和HPP具有增容作用。
　　 2．通過(guò)對(duì)IPC相形貌的觀察，結(jié)合鏈結(jié)構(gòu)分析及相容性分析結(jié)果，提出了改進(jìn)的多層核殼分散相模型。其中，EPR組成分散相的殼結(jié)構(gòu)，富PP的EbP相分布在EPR和HPP基體之間，充當(dāng)兩組分的增容劑；而富PE的EbP相分布于EPR內(nèi)部，形成分散相的核結(jié)構(gòu)。對(duì)IPC中三種級(jí)分進(jìn)行溶液共

5、混及熱處理（熱壓制樣），制得了具有類似IPC原始試樣核殼分散相結(jié)構(gòu)的共混試樣，發(fā)現(xiàn)各組分在一定條件下可通過(guò)類似自組裝的過(guò)程形成復(fù)雜的核殼結(jié)構(gòu)，證明了IPC的多層核殼相結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的熱力學(xué)穩(wěn)定性。
　　 3．研究了IPC及其級(jí)分的動(dòng)態(tài)流交特性，發(fā)現(xiàn)IPC在低頻率區(qū)域表現(xiàn)出類固性行為，即動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能模量(G′)對(duì)頻率(ω)在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)下作圖得到的曲線在低ω區(qū)域呈現(xiàn)“第二平臺(tái)”現(xiàn)象。對(duì)IPC三種級(jí)分的動(dòng)態(tài)流變行為的研究發(fā)現(xiàn)，各級(jí)分間在G吸

6、復(fù)數(shù)粘度(η*)上表現(xiàn)出明顯差異，這主要是因?yàn)榉肿恿亢头肿渔滄滈L(zhǎng)不同所致。EPR和HPP級(jí)分的lgG′-lgω曲線符合線性粘彈性，呈現(xiàn)出均相體系的特征；而EbP則在低ω區(qū)域呈現(xiàn)出“第二平臺(tái)”，表現(xiàn)出非均相體系的特征。研究了IPC中HPP/EPR溶液共混物的流變行為，證明IPC中HPP與EPR之間存在的相分離足以使得IPC產(chǎn)生“第二平臺(tái)”現(xiàn)象，EbP未在其中起到關(guān)鍵作用。
　　 4．采用熱壓法制備了具有高焊接強(qiáng)度的IPC/HDPE