超臨界CO2輔助擠出聚丙烯多相體系結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、聚丙烯(PP)綜合性能優(yōu)良，應用十分廣泛，但是PP低溫缺口沖擊強度低，限制了其在更多領(lǐng)域中的應用。采用橡膠、彈性體或無機納米粒子等分散相對PP進行增韌改性，是提高其缺口沖擊強度常用方法之一。用于PP增韌的分散相能否分散均勻?qū)μ岣逷P缺口沖擊強度非常關(guān)鍵?；旌显O(shè)備中產(chǎn)生的剪切流場和拉伸流場均可以促進分散相的分散。在相同速率下，拉伸流場的分散效率更高，但是在傳統(tǒng)的擠出機中難以獲得高拉伸速率。研究發(fā)現(xiàn)，將超臨界CO2注入聚合物熔體后，在氣泡成

2、核并長大過程中會引發(fā)對氣泡周圍熔體強烈的雙向拉伸分散作用。
　　為提高PP缺口沖擊強度，本課題設(shè)計并研制了一套由嚙合同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機和單螺桿擠出機串接組成的雙階擠出機組。采用超臨界CO2輔助擠出方法，以彈性體乙烯-辛烯共聚物(POE)、納米CaCO3和納米蒙脫土(MMT)為分散相，分別制備了PP/POE共混體系、PP/納米CaCO3復合體系、PP/POE/納米CaCO3三元復合體系和PP/納米MMT復合體系。通過改變超臨界CO

3、2注入量和機頭背壓，促進不同類型的分散相在PP中的分散。采用不同表征方法分析了不同PP多相體系的結(jié)構(gòu)與性能，探討了超臨界CO2輔助擠出時各分散相的分散機理，為制備具有高缺口沖擊強度的PP多相體系提供了新途徑和理論依據(jù)。主要工作及成果如下:
　　設(shè)計并比較了三種雙螺桿構(gòu)型（輸送螺桿、剪切螺桿、混合螺桿）對不同分散相的分散效果。當采用混合螺桿為雙螺桿構(gòu)型時，設(shè)計研制的雙階擠出機組能夠很好地完成超臨界CO2輔助擠出成型PP多相體系的研究

4、。
　　超臨界CO2輔助擠出時，添加不同分散相的PP多相體系均存在一個超臨界CO2最佳注入量。在此最佳注入量時，各分散相能分散得最均勻，PP晶體尺寸最小，晶體數(shù)量最多，體系的缺口沖擊強度最高。
　　擠出機機頭出入口熔體壓差（△P）對氣泡成核有重要影響。△P越大，熔體中氣泡成核速率越大，對熔體引發(fā)的氣泡雙向拉伸分散作用將越強，從而導致各分散相在PP中的分散越均勻。
　　添加的不同分散相均可以作為結(jié)晶成核劑促進PP結(jié)晶，但