HDPE的增韌改性機(jī)理

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1、HDPE的增韌改性制作人：王首培王利利王敬鄭海燕HDPE的增韌改性HDPE的簡介HDPE的改性方法HDPE的改性方法的評價HDPE的簡介高密度聚乙烯（HDPE又稱低壓聚乙烯)是重要的五大通用塑料之一，具有無毒價廉、質(zhì)輕、優(yōu)異的耐濕性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和易成型加工等特點，被廣泛應(yīng)用于食品、汽車、化工等領(lǐng)域。但HDPE制品的韌性不夠高、硬度低、環(huán)境應(yīng)力開裂性能差等問題抑制了其應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。為提高HDPE的應(yīng)用價值，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，對其進(jìn)行增強(qiáng)增韌改性以作為工程塑料使用一直是國內(nèi)外高分子材料科學(xué)與工程研究的熱點之一?。HDPE的改性方法彈性

2、體或和／或韌性好模量低的樹脂簡單共混添加增溶劑剛性粒子增韌有機(jī)剛性粒子增韌無機(jī)剛性粒子增韌剛性粒子復(fù)合增韌剛性粒子與彈性體并用增韌㈠彈性體和/或韌性好模量低的樹脂增韌1.簡單共混1.1HDPE與彈性體共混彈性體是具有低的表面張力、較強(qiáng)的極性、具有突出的增韌作用。主要的增韌體系有:HDPE/EPDM(三元乙丙橡膠)、HDPE/EOR(乙烯一辛烯共聚物)、HDPE/NBR(丁腈橡膠)、HDPE/SBR(丁苯橡膠)、HDPE/IIR(丁基橡膠)、HDPE/硫化膠粉、HDPE/廢膠粉、HDPE/SBS(苯乙烯一丁二烯三嵌段共聚物)等。㈠彈性體和

3、/或韌性好模量低的樹脂增韌研究表明，HDPE／NBR共混物的沖擊斷面呈平行排列的絲狀結(jié)構(gòu)，可認(rèn)為是試樣斷裂時銀紋擴(kuò)展為裂紋留下的痕跡，NBR以微細(xì)結(jié)構(gòu)分散于HDPE中，當(dāng)受力后能引發(fā)大量銀紋，使共混物顯示高的沖擊性能。1.2HDPE與韌性好模量低的樹脂共混HDPE/LLDPE(線型低密度聚乙烯)、HDPE/CPE(氯化聚乙烯)、HDPE/EVA(乙烯一醋酸乙烯共聚物)、HDPE/mPE(茂金屬聚乙烯)、HDPE/PVA(聚乙烯醇)短纖維共混體系等。2添加增容劑進(jìn)行增韌改性時，提高基體與彈性體的相容性和兩相之間的粘結(jié)強(qiáng)度，穩(wěn)定分散相是必須

4、面臨的問題，添加增容劑可很好的改善這一問題題。李愛英等人研究的HDPE／NBR體系，以HDPE一g一MA為增容劑，顯著降低了共混物組分間的界面張力，大大提高了兩相之間的粘合強(qiáng)度，穩(wěn)定了分散相，抑制了顆粒的聚結(jié)，減小了分散相的尺寸。當(dāng)HDPE／NBR／HDPE一g一MA=75/25/10時，沖擊性能最好，沖擊強(qiáng)度從HDPE的約60J/m2提高至將800J/m2，是HDPE的13.3倍.㈠彈性體和/或韌性好模量低的樹脂增韌利用紫外線輻射也可提高基體的增容作用?？諝庵薪?jīng)紫外輻照后，HDPE分子鏈上引入了一C(C=O)CH3，一CH2C(=O)

5、CH2一，一C(=O)O一等含氧官能團(tuán)，實現(xiàn)了HDPE的官能化。使HDPE分子量下降、熔點降低、結(jié)晶度增大并產(chǎn)生凝膠。隨環(huán)境溫度提高，HDPE官能化速度加快。但過度紫外輻照的HDPE對HDPE中VA體系的增容效果并不好，反而引起共混物的缺口沖擊強(qiáng)度下降.㈡剛性粒子增韌一般而言，剛性粒子增韌塑料應(yīng)具備以下基本條件:(l)被增韌基體本身應(yīng)具有一定的韌性。基體的韌性使得它在共混合金受力時易于屈服形變，產(chǎn)生對剛性粒子的凈壓力，并使其發(fā)生塑性形變以吸收更多的沖擊能量。(2)剛性粒子與基體之間要有良好的界面粘接，界面粘接的好壞與粒子的冷拉有直接影響

6、。(3)剛性粒子粒徑要小，濃度要達(dá)到一定值才能增韌。2.1有機(jī)剛性粒子增韌常見的有機(jī)剛性粒子增韌HDPE有:HDPE/PC(聚碳酸酯)、HDPE/PP(聚丙烯)、HDPE/As(丙烯睛一苯乙烯共聚物)、HDPE/Ps(聚苯乙烯)、HDPE/PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、HDPE/PA6(尼龍6)等共混體系。㈡剛性粒子增韌添加增容劑能很好的提高增韌效果。秀萍卿等人在HDPE/As共混體系中加入一定量的氯化聚乙烯接枝(丙烯睛一苯乙烯)共聚物(CPE一g一S)作為相容劑.另外還可以用紫外線輻射，電子束輻照，γ射線輻照。2.2無機(jī)剛性粒子增韌

7、無機(jī)剛性粒子有很多，常見的有碳酸鈣，硅灰石，高嶺土，水鎂石，蒙脫土，方解石，碳納米管等。最常用的是碳酸鈣。為了提高填料與基體的相容性和界面粘接強(qiáng)度，需對碳酸鈣進(jìn)行表面處理。用偶聯(lián)劑活化用聚合物活化用有機(jī)物活化1.用偶聯(lián)劑活化偶聯(lián)劑是一種增加無機(jī)物與有機(jī)聚合物之間親和力，且具有兩性結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，偶聯(lián)劑在無機(jī)物和聚合物之間通過物理的纏繞，或進(jìn)行某種化學(xué)反應(yīng)，形成牢固的化學(xué)鍵，從而使兩種性質(zhì)大不相同材料緊密結(jié)合起來。用于活化碳酸鈣粉體常見的偶聯(lián)劑有鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑等。㈡剛性粒子增韌進(jìn)一步的研究表明，如果在體系中加非反應(yīng)性助

8、偶聯(lián)劑，-改性石蠟（NR)，NR會與各種偶聯(lián)劑的長鏈末端通過分子間力的作用產(chǎn)生良好的相容性，使NR傾向于分布在碳酸鈣與HDPE基體之間的界面處，從而使NR取代偶聯(lián)劑與HDPE基體發(fā)生作用，形成一種新的相界面