论文摘要
聚烯烃高性能化已成为高分子材料领域的发展热点之一，而采用聚烯烃与工程塑料共混则是提高聚烯烃性能的一个重要途径。但是聚碳酸酯（PC）等工程塑料与聚烯烃结构差异较大，两者共混时由于分子极性、链结构、粘弹比等差异较大而发生严重的相分离，属于典型的热力学不相容体系。因此，该体系的增容成为改善共混物性能的关键。随着高分子材料科学及工程的不断进步，借助挤出机在熔融加工过程中，原位生成嵌段、接枝、无规或交联共聚物作为增容剂的反应性增容已成为当前共混改性技术中新的发展方向。由于乙烯一丙烯酸共聚物（EAA）与高密度聚乙烯（HDPE）在结构上的相似而具有较好的相容性，而EAA侧链上的羧基与PC主链上的酯基有较强的反应活性，故选用适当的反应催化剂，利用大分子的酸酯交换反应原位生成PC-g-EAA共聚物的方法可增容PC／HDPE体系。为了确认PC与EAA能够在有机金属催化剂氧化二丁基锡（DBTO）的作用下，能发生酸酯交换反应，并原位生成PC-g-EAA共聚物，则首先对EAA／PC二元体系进行考察。采用哈克转矩流变仪的混合器作反应釜，利用索氏抽提器分离产物，通过核磁共振氢谱法（1H-NMR）证实了加工过程中的大分子反应的存在，并确定了反应产物的生成，并通过哈克流变仪时间转矩图中反应峰的出现和试样扫描电子显微镜（SEM）电镜照片中体现的形貌变化间接证明了酸酯交换反应的发生。由于催化剂DBTO是发生化学反应的重要因素，所以考察了DBTO在不同加工温度和不同含量下分别对PC与EAA的影响。研究发现，DBTO不仅能促进PC与EAA的酸酯交换反应，也能影响PC和EAA的化学降解，随着加工温度升高和DBTO含量增大，PC与EAA产生的降解断链现象越严重。在考察了PC与EAA的大分子反应后，研究了一次混合方法制备的反应增容共混物的性能。一步法增容共混物的机械性能较PC／PE两相体系略有下降，未能起到提高宏观力学性能的作用，同时通过SEM形貌分析发现分散相形态受反应过程的影响较小，生成产物未能达到改善共混物形态和界面作用的要求。通过将PC和EAA在催化作用下先进行反应挤出，再将PC／EAA共混物与PE二次混合的方法制备了PC／PE／EAA反应增容共混物，通过力学性能测试、差示扫描量热法（DSC）分析、扫描电子显微镜（SEM）观察、动态机械分析（DMA）和动态流变测试（DR）等研究表明该方法的反应增容效果有一定提高，其制备的共混物的形态结构与一次混合存在明显差异，断面形貌存在相与相之间相互包裹的形态。由于高分子加工实际上也是材料形态结构确定的过程，不同的加工方法和条件会导致不同的材料性能。通过研究不同混合步骤制备的PC／PE／EAA／DBTO共混物的形态、结构与性能，比较了混合方法对反应共混物形态结构与性能的影响。通过差示扫描量热法（DSC）分析、扫描电子显微镜（SEM）观察、动态机械分析（DMA）和动态流变测试（DR）的分析，发现二次混合制备的共混物的结晶度和晶体熔点均较一次混合下降，反应增容使得乙烯链排入晶格更加困难；混合步骤对共混物粘弹行为的影响主要是分子量和界面作用两方面的综合效果。与其它混合方法相比，将PC与DBTO、PE与EAA分别混合后再进行二次挤出制备的共混物，其相容性提高最为明显，其形态、结构与性能受到增容反应的影响也最为明显。相对而言，该方法制备的共混物的力学性能最好，同时在拉伸过程中出现了较为特殊的二次屈服现象。
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