聚丙烯-乙烯-1-辛烯共聚物相結(jié)構(gòu)演變的分形和結(jié)構(gòu)-力學(xué)性能研究.pdf

1、通過對(duì)密煉機(jī)共混過程中在線取樣作掃描電鏡(SEM)實(shí)驗(yàn)和相差顯微鏡(PCM)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合利用特征長度的概念和統(tǒng)計(jì)理論，引出相應(yīng)的標(biāo)度函數(shù)，從而確定PP/POE共混體系在共混過程中相結(jié)構(gòu)形成與演變的動(dòng)力學(xué)自相似性，進(jìn)而證明PP/POE共混體系在共混過程中復(fù)雜、不規(guī)則相結(jié)構(gòu)的形成與演變存在的分形行為，進(jìn)而可以計(jì)算出共混體系的分形維數(shù)。無標(biāo)度區(qū)是分形存在的區(qū)域，只有在無標(biāo)度區(qū)域內(nèi)，分形才有意義。在特定熔融共混加工時(shí)間段內(nèi)，POE相的尺寸變化具有

2、各自獨(dú)立的動(dòng)力學(xué)自相似性，并且動(dòng)力學(xué)自相似性可以用特征長度導(dǎo)出的標(biāo)度函數(shù)描述，SEM分析和PCM分析在這一點(diǎn)上是一致的。熔融共混整個(gè)過程分為三個(gè)大的階段：共混初期、共混中期、共混后期，POE相尺寸變化具有動(dòng)力學(xué)自相似性的時(shí)間階段分別為：共混初期的開始至其中段、共混初期的末段至共混后期的開始、共混后期的中段至共混結(jié)束，這些具有動(dòng)力學(xué)自相似性的時(shí)間階段可能會(huì)因轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的不同而重疊。平均特征長度是個(gè)很有效的結(jié)構(gòu)參數(shù)，它既可以在PP/POE共混

3、物出現(xiàn)類似“海-島”結(jié)構(gòu)的相形貌時(shí)描述分散相POE尺寸，也可以在PP/POE共混物出現(xiàn)雙連續(xù)相形貌時(shí)描述POE相尺寸。 通過對(duì)哈克流變儀雙螺桿擠出機(jī)最終擠出樣品作小角X射線衍射(SAXS)實(shí)驗(yàn)和掃描電鏡實(shí)驗(yàn)，結(jié)合Stein、Debye-Bueche等人有關(guān)光散射方面的理論，利用Schaefer等人在分形研究中的公式，引出相應(yīng)的標(biāo)度函數(shù)，從而表征出PP/POE共混體系中存在的自相似性，證明共混體系中分形行為的存在，進(jìn)而求出分形維數(shù)

4、，分形維數(shù)與一定范圍內(nèi)共混物的組成沒有關(guān)系，但是這個(gè)分形維數(shù)是質(zhì)量分形維數(shù)，與通過對(duì)SEM和PCM分形得到的不同；同時(shí)還可以得到與SAXS相關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，如可以描述分散相顆粒形狀的Porod指數(shù)，粒子回旋半徑Rg和平均弦長-L，這些結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)表征PP/POE共混體系有重要作用。 通過對(duì)密煉機(jī)和擠出機(jī)樣品作掃描電鏡、力學(xué)性能測試和DSC測試，結(jié)合模量預(yù)報(bào)的一些理論模型和組分材料極限失效強(qiáng)度的簡化模型，研究PP/POE共混體系的模量