雙螺桿構(gòu)型時(shí)HDPE-EG復(fù)合材料阻燃性能影響的研究.pdf

1、高密度聚乙烯(HDPE)作為一種通用塑料被廣泛用于城市給水、排水管、電線電纜包覆材料和燃?xì)廨斔凸艿赖阮I(lǐng)域，然而由于HDPE容易燃燒，所以使用前必須對(duì)其進(jìn)行阻燃改性。本課題選用新型無(wú)鹵膨脹阻燃劑可膨脹石墨(EG)作為HDPE基體的阻燃劑，以嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)作為改性設(shè)備，通過數(shù)值模擬方法在理論上分析了不同螺桿構(gòu)型的混合性能;通過實(shí)驗(yàn)方法研究了配方和雙螺桿構(gòu)型對(duì)HDPE/EG復(fù)合體系力學(xué)性能及阻燃性能的影響，進(jìn)而建立了雙螺桿構(gòu)型與阻燃復(fù)合

2、材料阻燃性能之間的關(guān)系。
　　理論分析方面，本文通過POLYFLOW軟件對(duì)常規(guī)螺紋元件(SE)、捏合盤元件(KB)、齒形盤元件（TME）、S型元件(S)、TME+KB、TME+FTX（六棱柱元件）、TME+KB+TME+KB和TME+FTX+TME八種螺桿構(gòu)型對(duì)應(yīng)的三維等溫非牛頓流場(chǎng)分別進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，并比較分析了不同螺桿構(gòu)型下的壓力場(chǎng)、剪切應(yīng)力場(chǎng)、回流量、累積停留時(shí)間分布以及混合指數(shù)，結(jié)果表明:SE元件（小導(dǎo)程）和S元件對(duì)應(yīng)

3、的螺桿構(gòu)型具有較好的分散混合性能，但分布混合性能較差;螺桿構(gòu)型KB的分散混合能力和分布混合能力均較好，螺桿構(gòu)型TME和TME+KB+TME+KB的分布混合性能較好。
　　配方實(shí)驗(yàn)研究了EG表面改性、EG的含量以及粒徑對(duì)HDPE/EG復(fù)合體系性能的影響，結(jié)果表明:EG經(jīng)偶聯(lián)劑表面改性后，HDPE/EG復(fù)合體系的力學(xué)性能及阻燃性能均有所提高，本文選用的兩種偶聯(lián)劑中硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)效果優(yōu)于鈦酸酯偶聯(lián)劑(NDZ-201);隨EG

4、占比的增大，復(fù)合體系力學(xué)性能降低，阻燃性能提高，當(dāng)EG添加量為25wt％時(shí)，復(fù)合體系阻燃效果最佳，同時(shí)其力學(xué)性能亦能滿足使用要求;隨EG粒徑的增大，HDPE/EG復(fù)合體系力學(xué)性能下降，阻燃性能提高，當(dāng)EG粒徑為50目時(shí)，復(fù)合體系阻燃性能最優(yōu)，同時(shí)其力學(xué)性能也可以滿足使用要求。
　　螺桿構(gòu)型實(shí)驗(yàn)研究了熔體輸送段八種不同螺桿構(gòu)型(SE、KB、TME、S、TME+KB、TME+FTX、TME+KB+TME+KB、TME+FTX+TME)

5、對(duì)HDPE/EG復(fù)合體系綜合力學(xué)性能、阻燃性能和微觀形貌的影響，并對(duì)比分析了數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果表明:(1)KB元件分布混合和分散混合性能均較好;TME元件的分布混合性能較好，分散混合性能較差;SE元件和S元件的分散混合性能較好，分布混合性能較差。(2)物料經(jīng)歷分布元件與分散元件組合的歷程相比經(jīng)歷分布元件與分布元件組合的歷程更有利于其綜合力學(xué)性能的提高。(3)TME元件以及其與KB交錯(cuò)布置的螺桿構(gòu)比較適于制備HDPE/EG復(fù)合阻