超支化聚合物改善聚乙烯性能的研究、
超高分子量聚乙烯聚丙烯复合材料的制备及性能研究
超高分子量聚乙烯/聚丙烯复合材料的制备及性能研究聚丙烯(PP)是一种通用合成树脂,由于其具有耐化学腐蚀、耐热、无毒、易加工等优异的综合性能,在器械制造业、汽车工业、模具、家用电器等领域得到了广泛应用。
但聚丙烯也存在一些缺陷,例如:韧性差、低温脆性、不耐老化性、冲击强度低、收缩率大等,限制了其作为工程受力材料等方面的应用。
因此,对PP进行耐老化、增韧增强等改性处理,拓宽其应用范围。
而超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种具有线型结构、综合性能优异的新型热塑性工程塑料,具有其他工程塑料无可比拟的耐磨性、耐腐蚀性、抗冲击性、自润滑性等性能,被认为是可以代替钢铁广泛应用于各个领域的理想型高性能塑料。
因此,选用UHMWPE作为增强材料,与聚丙烯混合,制备复合材料,期望达到改善聚丙烯力学性能的目的,但UHMWPE分子量极高、分子链高度缠结、熔体流动性差,难与聚丙烯达到亚微观水平的均匀混合。
本论文采用加工助剂(高馏程矿物油)对UHMWPE进行溶胀预处理,与PP进行熔融共混,优化加工工艺制备了UHMWPE/PP 复合材料,研究了溶胀时间和温度对UHMWPE溶胀比的影响、加工方式对复合材料挤出成型的影响,考察了复合材料的力学性能,流变性能和结晶性能。
论文的主要内容及结论如下:1.UHMWPE冻胶是制备混合均匀UHMWPE/PP复合材料的重要影响因素。
UHMWPE冻胶的制备受温度和时间影响,通过最佳溶胀温度、溶胀比等判断UHMWPE的溶胀效果。
实验结果表明,UHMWPE的溶胀比随温度的升高先增大后减小,其最佳溶胀温度在136℃左右;随着溶胀时间的增加,溶胀越充分,UHMWPE的溶胀比逐渐增大,达到20 min后,溶胀比趋于稳定。
2.使用单螺杆挤出机制备的复合材料的力学性能明显降低,而使用双螺杆挤出机能够提高了复合材料的抗冲击强度和拉伸强度;将UHMWPE冻胶与PP进行熔融共混,研究了双螺杆挤出温度、螺杆转速、UHMWPE 含量对复合材料制备及力学性能的影响。
超支化聚合物改性技术的发展与应用前景
超支化聚合物改性技术的发展与应用前景超支化聚合物是一种在聚合物分子结构中存在多个反应活性基团的聚合物。
通过引入超支化聚合物改性技术，可以改变聚合物的特性，提高其热稳定性、力学性能、粘接性能等，从而拓宽聚合物材料的应用领域。
在过去的几十年里，超支化聚合物改性技术取得了显著的发展，并展现出广阔的应用前景。
首先，超支化聚合物改性技术在材料领域的应用前景广阔。
由于超支化聚合物分子结构中具有多个反应活性基团，可以通过不同的反应途径和化学结构设计，对其进行改性。
例如，通过引入交联剂或功能性基团，可以提高聚合物的机械性能和耐热性能。
同时，超支化聚合物还可用于控制多相体系的相容性，提高材料的可加工性和界面性能。
这使得超支化聚合物在塑料、橡胶、涂料、胶粘剂等领域具有广泛的应用前景。
其次，超支化聚合物改性技术在环境保护领域具有重要的应用价值。
随着环境问题的日益严重，对于绿色和可持续发展的需求也越来越迫切。
超支化聚合物作为一种可控的高分子材料，其改性技术可以使材料具有可降解性、回收性和可再利用性。
例如，通过将超支化聚合物与生物降解材料相结合，可以制备出具有良好机械性能且具备可降解性的材料，从而减少对环境的负面影响。
此外，超支化聚合物改性技术还在能源领域具有巨大的潜力。
由于超支化聚合物具有较高的反应活性，可以在其分子结构中引入导电基团，使其具备导电性。
这使得超支化聚合物可以应用于锂离子电池、超级电容器等能源储存器件中，提高其电化学性能。
此外，超支化聚合物还可用于光电器件领域，如太阳能电池、有机发光二极管等，提高器件的效率和稳定性。
然而，超支化聚合物改性技术也面临着一些挑战和难点。
首先，制备高质量的超支化聚合物仍然是一个困难的问题。
由于超支化聚合物分子结构的复杂性，高分子合成反应的条件和操作要求较为苛刻，制备过程中易产生杂质，导致产品性能下降。
其次，超支化聚合物改性技术的应用需要与其他功能性材料相结合，提高材料的综合性能。
乙烯与极性单体共聚合制备功能性超支化聚乙烯
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杨楚 峰 ， 范 宏 ， 春 文 ， 金 涛 ， 伯 耿 郭 万 李
（ 江 大 学 聚 合 反 应 工 程 国家 重 点 实 验 室 ， 州 ３ ０ ２ ） 浙 杭 １ ０ ７
摘
要 ： 究 了后 过 渡 金 属 催 化 剂 （ 研 ＭＨＮＢ 体 系 ， ） 乙烯 与 极 性 单 体 （ ，一 甲基 一一 烯 醇 ） 行 淤 浆 共 ２ ２二 ４戊 进
超高相对分子质量聚乙烯的改性研究进展
超高相对分子质量聚乙烯的改性研究进展汪晓鹏【摘要】综述了超高相对分子质量聚乙烯的物理、化学和其他改性方法的研究进展.【期刊名称】《上海塑料》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】7页(P21-27)【关键词】超高相对分子质量聚乙烯;改性;研究进展;综述【作者】汪晓鹏【作者单位】甘肃省皮革塑料研究所,甘肃兰州730046【正文语种】中文【中图分类】TQ320.61957年,美国年和化学公司采用Zieggler-Natta催化剂以低压法首先制备了超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)，随后德国Hoechst公司于1958年实现工业化生产。
随着工艺技术的进步，UHMWPE的相对分子质量已超过千万。
日本、美国生产的UHMWPE的相对分子质量早已达600万以上，德国生产的现已高达1 000万。
1979年，荷兰DSM公司使用凝胶纺丝法生产UHMWPE纤维，并开始UHMWPE纤维在防弹领域中的应用。
我国上海高桥化工厂于1964年研制成功并实现工业化生产，UHMWPE的相对分子质量也已达600万以上。
UHMWPE性能优异，是一种综合性能优异的热塑性工程塑料，尤其是耐磨性能，为钢材的8倍，摩擦因数极低，可与聚四氟乙烯媲美，被称为“奇异的塑料”，应用范围广，备受人们的青睐。
但是，UHMWPE的黏度极高，高达1×108 Pa·s，其熔体流动速率为零，加工流动性极差，不能采用普通热塑性塑料的加工方法挤出、注塑成型法生产制品，使得UHMWPE的应用受到极大的限制。
因此，如何有效解决难于加工问题，采用普通挤出机和注塑机成型生产是各国攻坚的科技难题[1]。
国家计委科技部将UHMWPE管材列为当前优先发展的高科技产业重点项目。
UHMWPE的平均相对分子质量约100万～800万，分子链的长度是普通PE的十几倍，极易相互缠结。
这种大分子链间的无规缠结使分子的热运动缓慢，当加热到熔点以上时熔体呈橡胶状高黏弹体。
超支化聚合物的简介
超支化聚合物的简介一、超支化聚合物是啥呢？超支化聚合物啊，这可是个超级有趣的东西哦。
它就像是分子世界里的一个独特存在。
你可以把它想象成一棵形状很奇特的树，有好多好多的分支，而且这些分支还特别的密集。
二、超支化聚合物的结构特点它的结构不像普通聚合物那样规规矩矩的线性结构。
超支化聚合物的分子是高度支化的，有一个中心核，然后从这个中心核向四周延伸出好多好多的支链，就像烟花在夜空中散开一样。
这些支链的存在使得它在空间中占据的体积比较大，而且分子之间的相互作用也很特别呢。
三、超支化聚合物的合成超支化聚合物的合成方法有不少哦。
比如说有缩聚反应的方法，就是通过一些特定的单体之间发生缩合反应，慢慢地形成这种超支化的结构。
还有自缩合乙烯基聚合这种方式，这就像是一场分子之间的奇妙聚会，在合适的条件下，单体们就按照一定的规则组合起来，最后就形成了超支化聚合物。
四、超支化聚合物的性能1. 溶解性超支化聚合物在溶解性方面可厉害了。
因为它有很多的分支结构，这就使得它在一些溶剂中的溶解性比普通的线性聚合物要好很多。
就像是它更容易和溶剂交朋友，能轻松地融入到溶剂的怀抱里。
2. 流变性能它的流变性能也很独特。
在不同的条件下，比如温度、压力变化的时候，它的流动性质会发生很有趣的变化。
这就像它有自己的小脾气，环境一变，它的表现就不一样了。
3. 低粘度超支化聚合物的粘度比较低哦。
这意味着它在一些需要流动性的应用场景里就特别有优势。
就好比在涂料里面，如果粘度太高，涂起来就很费劲，但是超支化聚合物因为低粘度，就能很顺滑地涂开。
五、超支化聚合物的应用1. 在涂料领域超支化聚合物在涂料里可是个大明星呢。
因为它的溶解性好、粘度低，所以能让涂料更好地涂抹均匀，而且还能提高涂料的一些性能，比如耐磨性、耐腐蚀性等。
就像给涂料注入了超级能量一样。
2. 在药物传递方面在药物传递上，超支化聚合物也有自己的用武之地。
它可以把药物包裹在自己的分子结构里，就像一个小小的快递包裹一样，然后把药物安全地送到需要的地方。
聚乙烯复合材料的制备及性能研究
聚乙烯复合材料的制备及性能研究聚乙烯是一种常见的塑料材料，具有轻、柔软、透明、耐酸碱等优点，广泛应用于包装、管道、日用品等领域。
然而，纯聚乙烯材料的力学性能较差，不能满足一些高性能的应用要求。
因此，研究加强聚乙烯材料的力学性能是非常重要的。
复合材料是一种有效的方法来改善聚乙烯的力学性能。
聚乙烯复合材料制备的方法有很多种，其中最常用的是增强材料与聚乙烯的混合。
常见的增强材料包括玻璃纤维、碳纤维、层状硅酸盐等。
增强材料的添加可以提高聚乙烯的强度、刚度和耐热性能，同时能较好地抵抗低温裂纹和紫外线辐射等有害环境因素的影响。
在复合材料制备的过程中，关键的一步是增强材料与聚乙烯的有效结合。
一般来说，增强材料表面会涂上一层能与聚乙烯粘结的物质，例如亲水性物质或亲油性物质。
这些物质能够有效地把增强材料与聚乙烯相结合，形成一体化的材料。
除了增强材料的选择和加工工艺外，复合材料的性能也会受到过去研究中样品加工和测试方法的影响。
过去的方法中，聚乙烯复合材料的力学性能测试一般使用拉伸测试、弯曲测试和冲击测试等。
然而，这些测试方法存在复合材料微观结构中纤维复杂排列的情况不能很好地反映的不足之处。
近年来，逐渐发展起来的纳米技术和高分辨率表征技术提供了一种更加精确的表征手段。
新型复合材料逐渐成为当今研究热点之一，纳米复合材料是其中一种变化较大的复合材料。
其制备方式一般通过纳米颗粒的加入改善复合材料的力学性能。
例如，氧化铝纳米颗粒和碳纳米颗粒等可以提高复合材料的强度和韧性。
同时，由于其纳米级别的颗粒有着较高的比表面积和界面能，这些颗粒能够有效调节聚乙烯材料的界面和链层结构，从而进一步改善其力学性能和热性能。
总的来说，聚乙烯复合材料具有很广泛的应用前景。
随着纳米技术、表征技术和加工工艺的不断更新和发展，聚乙烯复合材料的制备和性能研究也将不断地取得新的进展。
这些进展将为制备高性能的聚乙烯复合材料提供依据和技术支持，也将为促进工业制造的升级和转型发挥重要作用。
改性超支化聚合物的研究
改性超支化聚合物的研究摘要超支聚合物的结构以及性能都非常的独特，因此使其在众多领域被广泛的应用。
近些年来，其在功能材料中，尤其是光固化材料中的应用越来越广泛。
但是超支化聚合物具有力学性能不佳的特点，所以为了能够进一步对超支化聚合物的应用空间进行扩大，就必须要对其进行一定的改性。
本文就在超支化感光聚合物的合成基础上，对环氧树脂改性超支化聚合物进行研究。
关键词改性；超支化聚合物；环氧树脂超支聚合物具有大量的端基以及三维的高度支化结构，并且还具有高反应活性、良好的溶解性以及低粘度等性质，尤其是其在进行合成过程中，更不需要进行纯化或者只是需要很少的纯化，均具有成本低和制备简单的优势，因此被广泛的应用于工业领域[1]。
但是超支化聚合物本身力学性能不佳，对其应用范围进行了一定的限制，但是通过改性，可以对其性质进行一定得到改善，从而扩大其应用范围[2]。
下面本文就在由偏苯三酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及环氧氯丙烷三者为原材料所合成了超支化感光聚合物的基础上，采用环氧树脂对其进行改性，并对其进行相应的研究。
1 实验研究1.1验原料实验所采用的原料为偏苯三酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、环氧树脂E-52、环氧氯丙烷、N-二甲基价酰胺、甲基丙烯酸--羟乙酯以及-二甲基-羟基苯乙酮。
1.2 合成方法其中超支化感光聚合物的合成是：首先把偏苯三酸酐以及N-二甲基价酰胺各70g加入到反应瓶中，并开动电动搅拌、回流冷凝管，并加热直到偏苯三酸酐溶解；然后再把0.126g的四丁基溴化铵以及27.8g的环氧氯丙烷加入，并在其850C下进行反应，其反应物每隔半个小时取样，对其酸值进行测定，直到其酸值稳定。
最后在其反应物冷却至750C 的时候，就可以把50g甲基丙烯酸缩水甘油酯以及0.65g对羟基苯甲醚加入进行反应，直到其酸值稳定。
改性超支化聚合物就是在超支化感光聚合物的基础上，更具其改性程度以及羧基数目，对所需要的环氧树脂E-52量进行计算，加入聚合物中，在80℃～85℃的温度下进行反应，直到其酸值稳定。
聚乙烯支化度调控方法的研究进展
在α二亚胺镍催化剂催化乙烯聚合的过程 基为平面萘环的６ａ，只得到了支化度为２３．４／
中，主要存在链增长、链转移、链终止和链行走反 １０００Ｃ的聚乙烯。此外，骨架上有两个芳基取代
插应入。共链同行作走用是的β结Ｈ果消。除通和常聚认合为物，链支翻化转聚再乙重烯新是
的２～４，在相同聚合条件下其催化得到聚乙烯支 化度均高于６ａ。
第３期
张 昊，等．聚乙烯支化度调控方法的研究进展
·７９·
本文系统综述了α二亚胺镍催化剂催化乙 骨架上引入了大体积的取代基团，合成如图３所
烯聚合中调控聚乙烯支化度的方法。
示的一系列催化剂。在相同聚合条件下，配体骨
１ α二亚胺镍配合物结构的影响
架具有较大空间位阻的催化剂５ａ，催化得到的聚 乙烯支化度达到８８．５／１０００Ｃ；而配体骨架取代
入不同的取代基，为精细调控支化聚乙烯的微结
构提供了更多的可能性。与此类似，Ｇｕｏ等［８］报
道了一种可以制备超高相对分子质量支化聚乙烯
的大体积取代基的α二亚胺镍催化剂８（见图４），
图２ 经典的α二亚胺镍催化剂
通过向二苯基甲基的苯环再次引入不同的取代基 （—ＣＨ３、—ＯＣＨ３和狋Ｂｕｔｙｌ等），来调控催化剂的
Ｌｉｕ等［５］为提高催化剂的热稳定性，向配体 催化性能，同时改变了聚乙烯的支化度。
·８０·
弹 性 体
第２９卷
图４ 不同芳环邻位取代基的α二亚胺镍催化剂
Ｗａｎｇ等［９１０］将苯乙基作为Ｎ芳环邻位取代 取代催化剂９ｂ、９ｃ上体现。 基，合成了一系列不对称手性的α二亚胺镍催化 从以上这些实验结果普遍来看，似乎配体结 剂（见图４中催化剂９、１０）。聚合结果表明，与邻 构的空间位阻越大，支化度越高，但在最近的研究 位单取代催化剂９ａ相比，邻位双取代催化剂９ｂ 中，也存在着大位阻导致低支化度的现象［１１１２］。 催化得到的聚乙烯支化度要更高。是因为邻位二 这说明配体结构对于支化度的影响比想象中的更 取代的取代基阻碍了Ｎ芳环键的旋转，在增加了 为复杂，金属中心周围空间位阻的改变并非单纯 空间位阻的同时，也更有利于链行走过渡态的形 顺应Ｎ芳环邻位取代基体积大小的改变，而且， 成，从而使支化度升高。此外，邻位取代基的体积 在改变基团体积的同时也改变了金属中心的亲 大小也有很大的影响。对于邻位单取代催化剂 电性。 １０，随着取代基体积逐渐变大（１０ｃ＜１０ｂ＜１０ａ）， 除了向配体结构中引入位阻基团以外，依然 聚乙烯支化度也随之变大（９９／１０００Ｃ＜１０８／ 有很多不同形式的配体结构（见图５）。 １０００Ｃ＜１１７／１０００Ｃ）。同样的趋势也在邻位双
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塑料工业 ＣｍＮＡ ＰＩＡＳ１１ＣＳ ＩＮＤＵ 第３５卷增刊
２０ｏ７年６月
超支化聚合物改善聚乙烯性能的研究 张雄，占珊，韩克清，余木火 （东华大学纤维材料改性国家重点实验室，上海２０００５１）
摘要：将超支化聚合物（ＨＢＰ）添加到聚乙烯（ＰＥ）管道料中，采用ＳＥＭ、ＤＳＣ、成型工艺、拉伸实验等手段研 究了不同ＨＢＰ用量对ＰＥ结晶性能、注塑工艺、力学性能等的影响。结果表明：ＨＢＰ的加入可使ＰＥ的结晶速率稍有 提高，有效改善了ＰＥ注塑样条的表面光洁度，提高其熔体流动性，从而改善注塑加工工艺，同时提高了ＰＥ的拉伸强 度。 关键词ｉ超支化聚合物；熔体流动性；结晶性能；力学性能
Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＥ ｂｙ Ｈｙｐｅｒｂｒａｎｃｈｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ ＺＨＡＮＧ Ｘｉｏｎｇ，ＺＨＡＮ Ｓｈａｎ，ＨＡＮ Ｋｅ—ｑｉｎｇ，ＹＵ Ｍｕ—ｈｕｏ （Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂ．ｏｆ Ｆｉｂｅｒ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓ｝ｌ ２０００５１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｒｏｍａｔｉｃ ｈｙｐｅｒｂｒａｎｃｈｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒｓ（ＨＢＰ）ｗｅｒｅ ｂｌｅｎｄｅｄ ｗｉｔｈ Ｉ）Ｅ ｔｈ ａ ｔｗｉｎ－ｓｃｒｅｗ ｅｘｔｒｕｄｅｒ．Ｔｈｅ ｅｆ－ ｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＨＢＰ ｏｎ ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ，ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＰＥ／ＨＢＰ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄ— ｉｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ＳＥＭ，ＤＳＣ，ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ ａｎｄ ｔｅｎｓｉｌｅ ｔｅｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ＨＢＰ ｓｌｉｓｈｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｒａｔｅ ｏｆ ＰＥ，ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｔｈｅ ｇｌｏｓｓｉｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｅｄ ｓａｍｐｌｅ ＰＥ，ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｅ ｍｅｌｔ ｆｌｏｗａｂｉｌｉｔｙ，ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｉｎ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ＰＥ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｙｐｅｒｂｒａｎｃｈｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ；Ｍｅｌｔ Ｆｌｏｗａｂｉｌｉｔｙ；Ｃｒｙｓｔａｌｈｎｉｔｙ；Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
聚乙烯由于其卓越的物理、化学性能，在工农业 生产各领域得到了普遍的应用…１。其中ＰＥ塑料管材 具有耐热、耐老化、机械强度高、耐环境应力开裂 性、抗蠕变性能好、韧性刚度适当等优点，在工程中 正发挥着越来越重要的作用。超支化聚合物（ＨＢＰ） 因具有独特的结构和简单的合成方法，使其在共 混［２－４］、树脂的改性剂和加工助剂 ５、交联剂等众多 领域的应用中表现出惊人的效果。本研究将自制的低 成本超支化聚合物与ＰＥ进行熔融共混，以改善ＰＥ 的表面光洁度、流动性能、力学性能及其结晶性能， 同时还对不同含量的超支化聚合物对ＰＥ性能的影响 进行了讨论。 １实验部分 １．１原料及设备 ＰＥ：ＨＨＭＴＲ４８０管道料；超支化聚合物（ＨＢＰ）： 理论摩尔质量３ ｌ４４ ｇ／ｔｏｌ，每摩尔分子中有１２ ｍｏｌ末 端甲酯基，自制。 双螺杆挤出机：Ｓ｝ＩＪ一２０（螺杆直径２０ ｒｎｌｎ，长径 比：３２），南京杰恩特机电有限公司；注塑机：ＪＰＨ８０ （螺杆直径３６ ｍｍ），广东鸿利机器有限公司；熔体流 作者简介：张雄，男。ｚｘ８７６０６３８７＠ｍａｉｌ．ｄｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 动速率测定仪：ＲＬ－Ｚ１，上海思尔达科学仪器有限公 司；扫描电镜：ＪＳＭ一５６００ＬＶ，１３本ＪＥＯＬ公司；调制 式差示扫描量热仪：Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ＤＳＣ２９１０，美国ＴＡ Ｉｎ— ｓ￣ｅｎｔｓ公司；微机控制电子万能试验机：ＷＤＷ－２０ 型，上海华龙测试仪器厂。 １．２样品制备 以一定质量的ＰＥ为基料，分别称取基料总量的 ０．１％、０．５％、１％和２％的超支化聚合物粉末与基料 在双螺杆挤出机中进行熔融共混，得到不同超支化聚 合物含量的ＰＥ／ＨＢＰ共混物。 １．３性能测试与表征 扫描电镜（ＳＥＭ）观察：将经过双螺杆挤出机中 挤出的纯ＰＥ和质量分数为１．０％的ＰＥ／ＨＢＰ共混物的 粒子表面进行扫描电镜观察并拍照。 差示扫描量热分析（ＤＳＣ）：对ＰＥ／ＨＢＰ系列样品 进行ＤＳＣ测试，测试条件为氮气气氛保护，从室温 快速升至２００℃，保温１ ｍｉｎ，然后以１０￣Ｃ／ｒａｉｎ降温 至室温，再从室温以１０￣Ｃ／ｍｉｎ升温至２００ ｏＣ，记录 升降温曲线。 熔体质量流动速率测试：取各样品少量，干燥
维普资讯 http://www.cqvip.com 第３５卷增刊 张雄等：超支化聚合物改善聚乙烯性能的研究 ・１５３・ 后，在熔体流动速率测定仪上测试不同温度下的熔体 质量流动速率，比较样品熔体流动性的差别。 拉伸性能测试：按照ＧＢ／Ｔ １６４２１－－１９９６标准进 行拉伸测试。 ２结果与讨论 ２．１ ＳＥＭ观察 从图１ｂ中可以看出，超支化聚合物加入后，ＰＥ 粒子表面比未添加的明显光滑。未添加ＨＢＰ的ＰＥ样 品表面较粗糙，而添加了１％ＨＢＰ的ＰＥ样品表面相 对而言却较为光滑。 ａ一纯ＰＥ ｂ—ＨＢＰ质量分数１．０％ 图１不同ＨＢＰ含量的ＰＥ粒子表面的ＳＦＭ照片 ２．２ ＩｔＢＰ用量对聚合物熔体质量流动速率的影响 表１是不同ＨＢＰ用量的ＰＥ在不同温度下的熔体 质量流动速率（ＭＦＲ）。从表１中可以看出，加入超 支化聚合物可使ＰＥ的熔体流动性能得到明显改善， 且随着超支化聚合物含量的增大，ＰＥ的熔体流动性 能越好。这可能是由于超支化聚合物的特殊球状结 构，可以减少ＰＥ大分子链之间的缠结，同时还能够 起到润滑剂的作用，因此使得ＰＥ的熔体流动变得相 对较容易。 表１ ＰＥ样品在不同温度下的熔体质量流动速率 ） 注：１）载荷为２１ ６００ ｇ。 ２．３ ＤＳＣ分析 不同ＨＢＰ用量的ＰＥ／ＨＢＰ的ＤＳＣ曲线如图２所 示。从图２ａ可以看出，ＨＢＰ对ＰＥ的结晶有一定的影 响。随着ＨＢＰ用量的增加，峰的位置逐渐移向高温， 而且峰的形状也随着ＨＢＰ用量的增加变得尖而窄， 即结晶速率提高。这是由于ＨＢＰ在ＰＥ结晶过程中起 到了异相成核剂的作用，因此可在较高温度下成核。 同时，由于ＨＢＰ的三维球状结构使得ＰＥ大分子间的 距离增加，相互作用力下降，大分子链的运动扩散变 得相对容易，这将导致ＰＥ大分子排列进入品格的速 度加快，即ＰＥ晶体生长速率提高。 在熔融曲线（图２ｂ）中，峰的位置随ＨＢＰ用量 的增加则向低温方向移动。而且，ＨＢＰ加入后ＰＥ的 两个熔融峰变为一个，即肩峰消失，这说明ＨＢＰ对 ＰＥ的晶型产生了一定的影响：ＨＢＰ的加入使得ＰＥ发 生了六方晶相向正交晶相的转变。同时，ＰＥ的熔点 稍有下降，这可能是由于成核生长点的增加使得最终 形成晶体的平均尺寸变小，片晶厚度变薄，熔点降 低。
０ ５０ １００ １５Ｏ ２００ 温度／℃
ａ一降温曲线
０ ５０ １００ １５０ ２００ 温度／℃
ｂ一升温曲线 图２ ＰＥ／ＨＢＰ共混物的ＤＳＣ曲线
表２ ＰＥ及ＰＥ／ＨＢＰ共混物的热力学参数
２．４ ＰＥ注塑成型工艺 在对ＰＥ／ＨＢＰ样品进行注塑时，我们选择的部分 注塑工艺参数如下： 熔胶参数：熔胶量３５ ｎ＇ｌｎ，速度１２０ ｒ／ｍｉｎ，背 压０．５ ＭＰａ；注塑参数：速度２０％，压力１２ ＭＰａ。 保压参数：时间２０ ｓ，压力８ ＭＰａ。 表３中所列的注塑机料筒各区温度是ＰＥ能够顺
维普资讯 http://www.cqvip.com 塑料工业 利注塑成型的最低温度。如ＰＥ样品，如果降温５℃ 进行注塑成型，必须加大注塑压力和速度，且熔胶很 困难，因此如果按照ＨＢＰ质量分数为０．１％的ＰＥ样 品的注塑条件，则不易进行注塑；而ＨＢＰ质量分数 为０．１％的ＰＥ样品可以在上述ＰＥ的注塑条件基础上 降温５℃而不改变其他工艺参数顺利注塑成型；随着 ＨＢＰ用量增加到０．５％、１．０％和２．０％，分别可以降 温ｌＯ、ｌ５和ｌ７℃而不改变工艺参数进行注塑成型。 这主要是因为ＨＢＰ的加入，提高了ＰＥ的熔体流动 性，从而使得ＰＥ能在较低温度下进行注塑，从而可 以降低加工能耗。 表３ ＰＥ及ＰＥ／ＨＢＰ注塑成型过程中注塑机料筒各区温度
２．５力学性能 图３是ＨＢＰ用量对ＰＥ拉伸强度和断裂伸长率的 影响。由图３可见，ＨＢＰ的加入可以提高ＰＥ的拉伸 强度，降低其断裂伸长率。随着ＨＢＰ用量的增加， ＰＥ的拉伸强度和断裂伸长率先是分别达到最大值和 最小值，而后分别开始下降和提高。当ＨＢＰ的质量 分数为０．１％时，ＰＥ的拉伸强度最好。
２００７经 图３ ＨＢＰ用量对ＰＥ拉伸强度和断裂伸长率的影响 ３结论 １）在ＰＥ中添加ＨＢＰ可以明显改善ＰＥ的表面光 洁度。 ２）ＨＢＰ可以作为ＰＥ的异相成核剂，提高ＰＥ的 结晶温度和结晶速率，降低熔点。 ３）ＨＢＰ的加入可以降低ＰＥ的熔体黏度，提高其 熔体流动性，从而改善成型加工工艺， 降低能耗。 ４）当ＨＢＰ质量分数为０．１％时，ＨＢＰ的加入可 使ＰＥ的拉伸性能得到改善。 参考文献 １蒋增伙．天然气与石油，１９９８，１６（４）：６３ ２ Ｊａｎｇ Ｊ，Ｏｈ Ｊ Ｈ，Ｍｏｏｎ Ｓ Ｉ．Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２０００，３３：１８６４ ３ Ｍｏｎｔｉｃｅｌｌｉ Ｏ，Ｏｌｉｖａ Ｄ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ Ｍａｔｅｒ ＥＩｌｇ，２００３，２８８：３１８ ４ Ｈｏｎｇ Ｙ，Ｃｏｏｍｂｓ Ｓ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｐｏｌｙｍｅｒ，２０００，４１：７７０５ ５ Ｈｏｎｇ Ｙ，Ｃｏｏｐｅｒ－Ｗｈｉｔｅ Ｊ Ｊ，Ｍａｃｋａｙ Ｍ Ｅ，ｅｔ ａ１．Ｊ Ｒｈｅｏｌ， １９９９，４３（３）：７８１
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