聚丙烯-乙烯-1-辛烯共聚物相結構演變的分形和結構-力學性能研究.pdf

1、通過對密煉機共混過程中在線取樣作掃描電鏡(SEM)實驗和相差顯微鏡(PCM)實驗，結合利用特征長度的概念和統(tǒng)計理論，引出相應的標度函數(shù)，從而確定PP/POE共混體系在共混過程中相結構形成與演變的動力學自相似性，進而證明PP/POE共混體系在共混過程中復雜、不規(guī)則相結構的形成與演變存在的分形行為，進而可以計算出共混體系的分形維數(shù)。無標度區(qū)是分形存在的區(qū)域，只有在無標度區(qū)域內，分形才有意義。在特定熔融共混加工時間段內，POE相的尺寸變化具有

2、各自獨立的動力學自相似性，并且動力學自相似性可以用特征長度導出的標度函數(shù)描述，SEM分析和PCM分析在這一點上是一致的。熔融共混整個過程分為三個大的階段：共混初期、共混中期、共混后期，POE相尺寸變化具有動力學自相似性的時間階段分別為：共混初期的開始至其中段、共混初期的末段至共混后期的開始、共混后期的中段至共混結束，這些具有動力學自相似性的時間階段可能會因轉子轉速的不同而重疊。平均特征長度是個很有效的結構參數(shù)，它既可以在PP/POE共混

3、物出現(xiàn)類似“海-島”結構的相形貌時描述分散相POE尺寸，也可以在PP/POE共混物出現(xiàn)雙連續(xù)相形貌時描述POE相尺寸。 通過對哈克流變儀雙螺桿擠出機最終擠出樣品作小角X射線衍射(SAXS)實驗和掃描電鏡實驗，結合Stein、Debye-Bueche等人有關光散射方面的理論，利用Schaefer等人在分形研究中的公式，引出相應的標度函數(shù)，從而表征出PP/POE共混體系中存在的自相似性，證明共混體系中分形行為的存在，進而求出分形維數(shù)

4、，分形維數(shù)與一定范圍內共混物的組成沒有關系，但是這個分形維數(shù)是質量分形維數(shù)，與通過對SEM和PCM分形得到的不同；同時還可以得到與SAXS相關的結構參數(shù)，如可以描述分散相顆粒形狀的Porod指數(shù)，粒子回旋半徑Rg和平均弦長-L，這些結構參數(shù)對表征PP/POE共混體系有重要作用。 通過對密煉機和擠出機樣品作掃描電鏡、力學性能測試和DSC測試，結合模量預報的一些理論模型和組分材料極限失效強度的簡化模型，研究PP/POE共混體系的模量