含有乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）的共混體系（EVOH-PA6，EVOH-HDPE-HDPE-g-MAH）的結(jié)構(gòu)和性能的研究.pdf

1、乙烯-醋酸乙烯醇共聚物（ethylene–vinyl alcohol-copolymer，簡(jiǎn)稱 EVOH）是一種具有優(yōu)異的阻氣性和耐有機(jī)溶劑性的熱塑性塑料，然而由于它的高結(jié)晶度和高吸水性，實(shí)際應(yīng)用中它必須與其它的高聚物進(jìn)行多層共擠出或共混。然而多層共擠出對(duì)設(shè)備和工藝的要求比較高，成本較高，故在要求阻隔性不高的情況下開(kāi)始采用共混層化技術(shù)所取代。而共混層化技術(shù)的原理是讓EVOH在基體HDPE或PA中形成薄片層，通過(guò)延長(zhǎng)溶劑分子的擴(kuò)散路徑來(lái)達(dá)

2、到阻隔的目的，這種做法的缺陷是：一方面，片層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性很難控制，另一方面，材料阻隔性的提高往往以犧牲材料的力學(xué)性能為代價(jià)，而且阻隔性也不是很理想。在本論文中，我們通過(guò)添加合適的反應(yīng)性的增容劑（HDPE-g-MAH，EAA，EPOXY），利用雙螺桿擠出機(jī)制備HDPE/EVOH/HDPE-g-MAH和PA6/EVOH，PA6/EVOH/EAA，PA6/EVOH/EPOXY共混物，共混物在保持一定的阻隔性能的同時(shí)力學(xué)性能得到了較大程度的提高

3、，并通過(guò)對(duì)共混體系的相形態(tài)、熱性能、流變性能和紅外譜圖等方面的研究發(fā)現(xiàn)，共混體系的形態(tài)結(jié)構(gòu)和性能之間具有密切的關(guān)系。 我們發(fā)現(xiàn)，HDPE-g-MAH對(duì)不相容的EVOH和HDPE體系起到了有效的增容作用。當(dāng)體系中富含HDPE時(shí)，HDPE-g-MAH的含量達(dá)到20％時(shí)，流變實(shí)驗(yàn)證實(shí)在共混體系內(nèi)部形成了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，紅外光譜分析證實(shí)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成是由于馬來(lái)酸酐基團(tuán)的羰基和EVOH的羥基之間形成了分子間的氫鍵從而破壞了EVOH本身羥基之

4、間所形成的氫鍵，使EVOH自身強(qiáng)度減弱，從而使EVOH的分散相尺寸減小，使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成成為可能；共混物的力學(xué)性能特別是抗沖擊性能在加入HDPE-g-MAH之后得到明顯提高，原因可能是體系內(nèi)部形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了EVOH相和HDPE相之間的相互作用；DSC的測(cè)試結(jié)果表明，加入HDPE-g-MAH 推遲了EVOH的結(jié)晶。當(dāng)EVOH/HDPE為80/20時(shí)即體系富含EVOH時(shí)，流變實(shí)驗(yàn)和紅外分析的結(jié)果證實(shí)，HDPE-g-MAH加入后，在EV

5、OH的羥基和HDPE-g-MAH的酸酐基團(tuán)之間會(huì)發(fā)生酯化反應(yīng)，使體系的相容性顯著改善,DSC的測(cè)試結(jié)果表明，HDPE-g-MAH的加入使得HDPE的結(jié)晶溫度和熔點(diǎn)都得到了提高，而EVOH的熔點(diǎn)和結(jié)晶溫度卻保持不變(HDPE-g-MAH含量為5％除外)。 我們考察了共混物的組成和增容劑EAA，EPOXY的加入對(duì)PA6/EVOH共混體系結(jié)構(gòu)和性能的影響，研究結(jié)果表明，在EVOH和PA6之間形成的分子間氫鍵，推遲了EVOH的結(jié)晶，在

6、EVOH的含量為10％時(shí)，改變了PA6的晶型，這種相互作用還確保了EVOH和PA6良好的相容性；EAA加入后，通過(guò)EAA與PA6，EAA與EVOH之間所形成的分子間氫鍵，大大削弱了EVOH與PA6之間的相互作用，導(dǎo)致了相分離的發(fā)生，EAA的加入使PA6/EVOH共混物的力學(xué)性能得到明顯提高，PA6/EVOH共混體系的力學(xué)性能在加入Epoxy之后有了明顯改觀，說(shuō)明Epoxy抑制了PA6與EVOH之間的相互作用，提高了共混物的力學(xué)性能，對(duì)于