LLDPE/PP热致形状记忆共混合金的制备及性能研究

论文摘要

热致形状记忆高分子材料作为一种新型的功能高分子材料近年来受到了广泛关注。本论文采用反应性熔融共混制备出适度交联的线性低密度聚乙烯（LLDPE）/聚丙烯（PP）共混物（LLDPE-PP）作为LLDPE/PP共混体系的增容剂,并通过熔融共混制备出一种新型LLDPE/PP/LLDPE-PP热致形状记忆共混合金。借助扫描电子显微镜（SEM）、动态力学分析仪（DMA）、广角X-射线衍射仪（WXRD）、偏光显微镜（POM）.差示扫描量热仪（DSC）、力学试验机、HAAKE转矩流变仪以及毛细管流变仪等分析测试手段,研究了增容剂LLDPE-PP含量对LLDPE/PP共混合金形状记忆性能、力学性能、流变性能及热性能的影响,并进一步讨论共混物形态结构与性能的关系。适度交联LLDPE/PP共混物（LLDPE-PP）中,部分LLDPE和PP界面间形成了化学键,LLDPE-PP的两端又分别与LLDPE和PP结构相同,因此,LLDPE-PP有利于提高LLDPE/PP共混体系的相容性。研究发现,LLDPE/PP共混配比为70/30,BPO含量为0.4phr时,制备所得的LLDPE-PP对共混合金的增容效果最佳。LLDPE/PP/LLDPE-PP共混体系中,增容剂LLDPE-PP的加入不仅增大了LLDPE和PP两相之间的界面粘结力,改善了共混合金的形态结构,而且提高了共混物的熔体强度,从而有助于提高共混合金的形状记忆性能和力学性能,并且保持了共混合金良好的耐热性能。结果表明,当LLDPE/PP/LLDPE-PP共混配比为87/13/2时,共混合金的力学性能和耐热性能最佳。同时,在拉伸比为80%,拉伸速率为25mm/min,以及回复温度为135℃条件下,LLDPE/PP/LLDPE（87/13/6）共混合金显示出最优的形状记忆性能。此外,由形状记忆测试结果,对于这类热致形状记忆共混合金,我们总结出一种新的热致形状记忆机理。在该体系中,分散相PP作为固定相,连续相LLDPE作为可逆相或开关相,在拉伸变形过程中,固定相粒子基本不变以固定原始形状,可逆相发生形变并伴随一定程度的取向,然后以内应力的形式被冻结在体系中,加热释放内应力使试样回复至原始形状。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 形状记忆高分子概述
• 1.2 热致形状记忆高分子的研究进展
• 1.2.1 热致形状记忆高分子的记忆机理
• 1.2.2 热致形状记忆高分子的理论研究
• 1.2.3 热致形状记忆高分子形状记忆功能的影响因素
• 1.2.4 热致形状记忆高分子的分子结构条件
• 1.3 热致形状记忆高分子的研究现状
• 1.3.1 合成型TSMP
• 1.3.2 TSMP复合材料
• 1.3.3 TSMP共混合金
• 1.4 TSMP国内外应用及发展前景
• 1.4.1 TSMP的应用
• 1.4.2 TSMP的潜在应用
• 1.4.3 TSMP的发展趋势
• 1.5 LLDPE/PP共混合金的研究现状
• 1.5.1 共混改性概述
• 1.5.2 线性低密度聚乙烯（LLDPE）和聚丙烯（PP）的基本性能
• 1.5.3 LLDPE/PP增容技术的研究现状
• 1.6 本论文的研究目的及意思
• 1.7 本论文的研究内容
• 2 材料与方法
• 2.1 原料与设备
• 2.1.1 主要原料
• 2.1.2 主要设备
• 2.2 试样制备
• 2.2.1 交联LLDPE/PP共混物的制备
• 2.2.2 LLDPE/PP/LLDPE-PP共混合金的制备
• 2.3 分析与性能测试
• 2.3.1 凝胶含量的测定
• 2.3.2 熔体流动速率（MFR）测定
• 2.3.3 相形态结构观察（SEM）
• 2.3.4 动态力学性能测试（DMA）
• 2.3.5 热致形状记忆性能测试
• 2.3.6 球晶形态观察（POM）
• 2.3.7 晶体结构表征（WXRD）
• 2.3.8 差示扫描量热分析（DSC）
• 2.3.9 力学性能测试
• 2.3.10 流变性能测试
• 2.3.11 挤出胀大比的测定
• 2.3.12 耐热性能测试
• 3 结果与讨论
• 3.1 LLDPE/PP交联共混物（LLDPE-PP）
• 3.1.1 LLDPE-PP性能测试
• 3.1.2 增容剂LLDPE-PP的选择
• 3.2 LLDPE/PP/LLDPE-PP三元共混体系
• 3.2.1 LLDPE/PP/LLDPE-PP共混合金基体组份配比的确定
• 3.2.2 LLDPE/PP/LLDPE-PP共混合金的形态
• 3.2.3 LLDPE/PP/LLDPE-PP共混合金的动态力学性能
• 3.2.4 LLDPE/PP/LLDPE-PP共混合金的形状记忆性能
• 3.2.5 LLDPE/PP/LLDPE-PP共混合金的结晶性能
• 3.2.6 LLDPE/PP/LLDPE-PP共混合金的力学性能
• 3.2.7 LLDPE/PP/LLDPE-PP共混合金的流变性能
• 3.2.8 LLDPE/PP/LLDPE-PP共混合金的耐热性能
• 4 结论
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 8 致谢