高分子納米復合體系熔體的結構流變學.pdf

1、聚合物／層狀硅酸鹽納米復合材料的流變學研究對深入理解材料加工與材料結構一性能關系至關重要。主要研究內(nèi)容與新發(fā)現(xiàn)的結果摘要如下： 采用熔體擠出復合工藝，制備了系列由聚丙烯(PP)、馬來酸酐修飾聚丙烯(PP-MA)及有機改性粘土組成的納米復合雜化材料，并采用流變學的方法結合WAXS與TEM研究了粘土層間距、相容劑填加量、加212212藝對納米復合材料微觀結構的影響。實驗證明粘土插層結構與加212212藝、尤其是相容劑填加量等因素有關

2、。 通過引入足夠量PPMA及高溫靜置處理制備了具有完全剝離結構的聚丙烯／粘土納米復合材料。系統(tǒng)研究了具有不同粘土層間距的PPCH樣品中類固態(tài)行為的時間、溫度、形變依賴性。發(fā)現(xiàn)隨著樣品高溫放置時間的增加，插層粘土片層進一步剝離到完全，并逐漸形成強關聯(lián)粒子結構網(wǎng)絡。該結構具有獨特線性與非線性流變行為，會在較大形變下減弱，在結晶、受到大形變作用、或者受到強流動時被破壞，破壞后再次高溫放置具有可恢復性(時間縮短)。當體系中引入lwt．‰

3、(與粘土比例)硅烷偶聯(lián)劑時類固態(tài)結構的流變特點消失。我們的研究表明：這種類固態(tài)結構特點不是源自一般認為的高分子鏈在片層間擴散以增強纏結網(wǎng)的結果，并不依賴于插層粘土的疊層結構，而是在很大程度上依賴于剝離粘土片層形成的強關聯(lián)結構。上述研究結果同時證明了我們提出的粘土剝離片層形成的、三維分布的逾滲網(wǎng)絡模型。 此外，高溫放置前后樣品的反向流實驗中應力過沖程度與樣品測試時靜置時間相關。具有強關聯(lián)粒子結構的復合材料穩(wěn)態(tài)起始流實驗中觀察到明顯

4、的應力過沖雙峰，并且雙峰的強度與存在時間與剪切速率強烈相關，并且此實驗中的應力與施加的應變之間存在標度關系。觀察到的應變過沖與體系中形成的強關聯(lián)粒子網(wǎng)絡有關。 另外，我們進一步的研究發(fā)現(xiàn)在PPCH體系中引入納米尺度橡膠后，樣品中粘土層間距會進一步擴大，甚至完全剝離。 總之，我們首次綜合各種流變學物料函數(shù)與結構測量的實驗結果澄清了文獻中關于流變性與結構圖像的模糊與爭論點，直接證明了在聚合物熔體體系中剝離的有機改性粘土片層形