乙烯基笼型倍半硅氧烷与聚乙烯纳米复合材料的流变及结晶行为的研究

论文摘要

有机-无机杂化纳米高分子材料具有许多特异的性能和功能,为通用高分子材料改性提供了新的途径。本论文采用合成的带有乙烯基官能团的笼形倍半硅氧烷（V-POSS）,通过熔融共混法分别制备了V-POSS与LLDPE、HDPE、LDPE和MPE纳米复合材料,系统研究了V-POSS用量、PE分子结构等因素对复合材料的流变性、力学性能、结晶性能和结晶动力学的影响。主要包括：研究了LLDPE/V-POSS共混体系的流变性能,结果表明：V-POSS加入量在3%以内和实验温度低于160℃熔体的流动性随切应力增大而变好,假塑性增强,超过3%和高于160℃假塑性降低。对于HDPE/V-POSS、MPE/V-POSS共混体系,V-POSS的加入使熔体的流变性随切应力增大而变好,假塑性增强;对于LDPE/V-POSS共混体系,V-POSS的加入使熔体的流动性随切应力增大而变差,假塑性减弱。研究了LLDPE/V-POSS和HDPE/V-POSS纳米复合材料的非等温结晶性能及其动力学。结果表明在一定限度内V-POSS含量对LLDPE的降温结晶温度影响不大,成核作用和增塑作用同时存在。Gupta、改进Avrami、联合Ozawa-Avrami理论可以成功的描述其两个体系的非等温结晶过程,而Ozawa理论由于二次结晶等因素不能用于处理该体系结晶过程。当V-POSS含量较高时,两体系均存在明显的二次结晶,异相成核的三维生长和二维生长或者异相成核和均相成核的二维生长同时存在；LLDPE/V-POSS体系主结晶过程的Avrami指数n介于2.2～3.4之间,HDPE/V-POSS体系主结晶过程的Avrami指数n介于2.0～3.2之间。研究PE/V-POSS纳米复合材料的力学性能,V-POSS含量为3%时LLDPE/V-POSS共混物的抗张强度在达到最大；HDPE/V-POSS共混物的强度在V-POSS含量为2-6%时增强；MPE/V-POSS复合材料在V-POSS含量为2%时共混物力学性能最佳。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 聚乙烯改性研究的国内外现状
• 1.3 PE改性技术的最新进展
• 1.4 POSS/聚合物纳米复合材料研究进展
• 1.5 选题意义及研究内容
• 第2章 PE/V-POSS纳米复合材料的流变行为
• 2.1 实验方法和数据处理原理
• 2.2 高密度聚乙烯/V-POSS共混体系
• 2.3 线性低密度聚乙烯/V-POSS共混体系
• 2.4 茂金属聚乙烯/V-POSS共混体系
• 2.5 低密度聚乙烯/V-POSS共混体系
• 2.6 本章结论
• 第3章 PE/V-POSS纳米复合材料的结晶性能
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 LLDPE/V-POSS纳米复合材料的结晶动力学分析
• 3.5 HDPE/V-POSS纳米复合材料的结晶动力学分析
• 3.6 本章结论
• 第4章 PE/V-POSS纳米复合材料的力学性能
• 4.1 前言
• 4.2 HDPE/V-POSS纳米复合材料的力学性能
• 4.3 LLDPE/V-POSS纳米复合材料的力学性能
• 4.4 MPE/V-POSS纳米复合材料的力学性能
• 4.5 结论
• 全文结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间（待）发表的论文