OMMT、nano-CaCO3增強(qiáng)增韌HDPE的研究.pdf

1、高密度聚乙烯（HDPE）以其突出的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐腐蝕性和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，成為廣泛使用的水管、燃?xì)夤懿牧?，但其?qiáng)度低，易變形，不耐熱，易燃燒，這極大地限制了其應(yīng)用范圍。本文采用熔融共混法，制備了HDPE/OMMT、HDPE/CaCO3以及HDPE/OMMT/CaCO3納米復(fù)合材料，并對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性能、力學(xué)性能和耐熱性能等進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，討論了HDPE-g-MAH增容無機(jī)粒子機(jī)理、OMMT增強(qiáng)機(jī)理、CaCO3的增韌機(jī)理以及O

2、MMT、CaCO3協(xié)同增強(qiáng)增韌的機(jī)理，還研究了HDPE/OMMT/CaCO3納米復(fù)合材料的斷裂行為。
　　首先，研究了HDPE-g-MAH用量對(duì)HDPE/OMMT、HDPE/CaCO3納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明選用適量的HDPE-g-MAH，可以提高納米OMMT和納米CaCO3的分散性及其與基體 HDPE的相容性。力學(xué)性能測(cè)試表明：當(dāng)CaCO3:HDPE-g-MAH=1:1時(shí)，HDPE/CaCO3納米復(fù)合材料具有

3、最佳的韌性；當(dāng)OMMT:HDPE-g-MAH=1:2時(shí)，HDPE/OMMT納米復(fù)合材料具有最大的屈服強(qiáng)度。
　　其次，在保持OMMT:HDPE-g-MAH=1:2和CaCO3:HDPE-g-MAH=1:1不變條件下，分別研究了納米OMMT和納米CaCO3含量對(duì)HDPE基二元復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能的影響。XRD測(cè)試分析表明：HDPE/OMMT復(fù)合材料均有插層結(jié)構(gòu)的形成，且隨著納米OMMT用量的增加HDPE分子鏈插入OMMT片層變得越困

4、難。SEM觀察結(jié)果表明，少量的納米OMMT和納米CaCO3在HDPE基體中具有較好的分散性及相容性；較多納米OMMT和納米CaCO3粒子在HDPE中會(huì)形成團(tuán)聚顆粒。力學(xué)性能測(cè)試分析表明：納米CaCO3的加入提高了HDPE的沖擊韌性且CaCO3含量為3％時(shí)復(fù)合材料沖擊韌性達(dá)到最大為14.05KJ/m2，比HDPE增加了27.61%；OMMT的加入提高了復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度且 OMMT含量為3%復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度達(dá)到最大為26.04 MPa，

5、比 HDPE提高了7.87%。維卡軟化溫度測(cè)試分析表明：OMMT、CaCO3用量增加時(shí)，HDPE/OMMT、HDPE/CaCO3納米復(fù)合材料的耐熱性能都有所提高。
　　最后，研究了OMMT含量為2%和CaCO3含量為3%時(shí)的HDPE/OMMT/CaCO3三元納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能，并討論了相容劑的影響。XRD測(cè)試分析表明：HDPE-g-MAH不僅能較為有效的促進(jìn)HDPE/OMMT/CaCO3納米復(fù)合材料形成插層結(jié)構(gòu)，同時(shí)還能促進(jìn)

6、HDPE結(jié)晶度的提高。SEM結(jié)果揭示了：HDPE-g-MAH和SEBS-g-MAH能夠促進(jìn)OMMT、CaCO3粒子的分散且還能提高OMMT、CaCO3粒子與HDPE的界面相容性。PE2m3ca7s具有最好的沖擊韌性； PE2m3ca7h具有最大屈服強(qiáng)度為27.67MPa，比純HDPE提高了14.72%，這是因?yàn)樵贖DPE-g-MAH作用下CaCO3粒子與OMMT粒子協(xié)同增強(qiáng)的結(jié)果。維卡軟化溫度測(cè)試表明：HDPE-g-MAH加入提高了復(fù)合