《硫酸钙晶须填充聚乙烯体系的动态流变与结晶行为研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《硫酸钙晶须填充聚乙烯体系的动态流变与结晶行为研究（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学 校 代 码 10530 学 号 201006041319分 类 号 TQ325.12 密 级硕 士 学 位 论 文硫酸钙晶须填充聚乙烯体系的动态流变与结晶行为研究学 位 申 请 人 张 瑜指 导 教 师 邹晓轩学 院 名 称 化 学 学 院学 科 专 业 高分子化学与物理研 究 方 向 高分子材料成型与流变学二零一三年 四月 二十 日Studies on Dynamic Rheological Behaviors andCrystalline Properties of PE/CSW CompositesCandidate Zhang YuSupervisor Zou XiaoxuanCo
2、llege ChemistryProgram Polymer Chemistry and PhysicsSpecialization Molding and Rheology of Polymer MaterialsDegree Master DegreeUniversity Xiangtan UniversityDate April, 2013湘 潭 大 学 硕 士 论 文湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得 的 研 究 成 果 。 除 了 文 中 特 别 加 以 标 注 引 用 的 内 容 外 ， 本 论 文 不 包 含 任何 其 他
3、 个 人 或 集 体 已 经 发 表 或 撰 写 的 成 果 作 品 。 对 本 文 的 研 究 做 出 重 要 贡献 的 个 人 和 集 体 ， 均 已 在 文 中 以 明 确 方 式 标 明 。 本 人 完 全 意 识 到 本 声 明 的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校 保 留 并 向 国 家 有 关 部 门 或 机 构 送 交 论 文 的 复 印 件 和 电 子 版 ， 允 许 论 文被 查 阅 和 借 阅 。 本 人 授 权 湘 潭 大 学 可 以 将 本 学 位 论 文 的 全
4、部 或 部 分 内 容 编入 有 关 数 据 库 进 行 检 索 ， 可 以 采 用 影 印 、 缩 印 或 扫 描 等 复 制 手 段 保 存 和 汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日湘 潭 大 学 硕 士 论 文摘 要本 文 选 择 了 不 同 分 子 链 结 构 类 型 的 聚 乙 烯 (HDPE、 mPE、 LLDPE、 LDPE)作 为 基 体 与 硫 酸 钙 晶 须 (CSW)熔 融 共 混 制 备 了 聚 乙 烯 (PE)/硫 酸 钙 晶 须 (CSW)复合 材 料 ， 研 究 了 晶 须 含 量 及 聚 乙 烯 分
5、 子 链 结 构 的 差 异 对 填 充 体 系 Payne 效 应 、 似固 体 行 为 、 剪 切 变 稀 行 为 的 影 响 及 粘 度 的 温 度 依 赖 性 ； 利 用 扫 描 电 镜 对 聚 乙 烯 填充体系试样断面的微观形态进行了观察表征，并采用 DSC 对复合试样的熔融与结 晶 行 为 进 行 了 研 究 。PE/CSW 复 合 体 系 的 动 态 流 变 实 验 结 果 表 明 ： HDPE/CSW、 mPE/CSW、LLDPE/CSW 和 LDPE-1/CSW 体 系 分 别 在 晶 须 的 体 积 百 分 含 量 达 到 一 定 值 时 会出 现 Payne 效 应 和
6、流 变 的 逾 渗 现 象 ： 在 动 态 应 变 扫 描 中 储 能 模 量 随 着 应 变 的 增 大出 现 大 幅 降 低 ， 在 动 态 频 率 扫 描 中 出 现 了 模 量 的 第 二 平 台 ， 表 现 出 似 固 体 行 为 特征 。 只 有 在 LDPE-2/CSW 体 系 中 没 有 观 察 到 Payne 效 应 和 逾 渗 现 象 。 实 验 发 现 ，体 系 动 态 流 变 测 试 中 表 征 似 固 体 行 为 的 填 料 临 界 浓 度 C 与出现 Payne 效应时体系 的 填 料 临 界 浓 度 P 近 似 相 等 。 对 填 充 体 系 的 剪 切 变 稀
7、行 为 的 研 究 表 明 ： 在 低频 区 域 ， mPE/CSW 和 LLDPE/CSW 体 系 中 当 晶 须 含 量 大 于 15vol%的 试 样 才 出 现显 著 的 剪 切 变 稀 行 为 ； LDPE-1/CSW 及 LDPE-2/CSW 体 系 的 所 有 试 样 在 测 试 中都 表 现 出 明 显 的 剪 切 变 稀 行 为 ， 且 随 着 晶 须 含 量 的 增 大 ， LDPE-1/CSW 体 系 复 数粘 度 随 频 率 的 增 大 而 减 小 的 现 象 比 LDPE-2/CSW 体 系 更 加 显 著 。 对 体 系 粘 度 -温度依赖性的研究结果表明：在晶须体
8、积含量达到 15vol%之前，各复填充体系的粘流活化能随着晶须含量的增大而降低；当晶须含量大于 15vol%后，各填充体系 的 粘 流 活 化 能 则 随 着 晶 须 含 量 的 增 大 而 快 速 增 大 。本 文 对 复 合 体 系 试 样 断 面 的 微 观 形 态 进 行 了 观 察 ， 结 果 表 明 ： HDPE/CSW、mPE/CSW 及 LLDPE/CSW 体 系 试 样 中 ， 晶 须 与 聚 合 物 之 间 有 明 显 的 相 界 面 ， 晶须 之 间 相 互 团 聚 ， 且 形 成 晶 须 束 ； 在 LDPE-1/CSW 和 LDPE-2/CSW 体系试样中，晶 须 与
9、 聚 合 物 之 间 没 有 相 界 面 ， 说 明 晶 须 与 聚 合 物 相 容 性 较 好 。 LDPE-1/CSW 体系中晶须间存在一定的团聚现象；LDPE-2/CSW 体 系 中 晶 须 沿 着 同 一 方 向 高 度 取向 ， 且 晶 须 表 面 都 被 聚 乙 烯 紧 紧 包 覆 ， 晶 须 之 间 没 有 形 成 团 聚 结 构 。PE/CSW 体系的熔融与结晶行为的研究结果表明：当加入 5vol%晶须之后，各 填 充 体 系 的 熔 点 均 略 有 提 高 ； 当 晶 须 含 量 大 于 5vol%后 ， 熔 点 降 低 。 HDPE 的结 晶 度 因 晶 须 的 加 入 而
10、 降 低 ， 而 mPE 和 LLDPE 的 结 晶 度 会 因 少 量 晶 须 的 加 入提 高 。 晶 须 对 LDPE-1/CSW 体 系 的 熔 融 及 结 晶 行 为 影 响 都 不 大 。关键词：硫酸钙晶须；流变行为；似固体行为；剪切变稀；粘流活化能。I湘 潭 大 学 硕 士 论 文ABSTRACTIn this work, calcium sulfate whisker(CSW) was used as a kind of filler andfilled with four kinds of polyethylene with different structure of mo
11、lecular chain(HDPE, mPE, LLDPE, LDPE-1, LDPE-2). PE/CSW composites were prepared usingmelt blending method. The influence of filler content and structure of polyethylene(PE) on Payne effect, like solid behavior, shear thinned behavior and the temperaturedependence of viscosity was discussed. The mic
12、rostructure of the composite sampleswas observed by scanning electron microscopy (SEM). In addition, melting andcrystallization behavior of four composites were investigated.The results of dynamic rheological experiments of PE/CSW composites showedthat: all composites except LDPE-2/CSW composites sh
13、owed Payne effect andpseudo solid-like behavior when the volume percentage of whisker () reaches acertain value. In dynamic strain sweep, storage modulus decreased sharply with theincrease of strain. In dynamic frequency sweep, storage modulus of composites hadbeen improved greatly and modulus of pl
14、atform was seen in the low-frequency region.While, Payne effect and pseudo solid-like behavior was not seen in LDPE-2/CSWcomposites. It was found that percolation threshold(C) which was tested in dynamicrheological test was the same with the value of whisker content(P) when Payneeffect appeared in a
15、ll composites. The results of shear thinned behavior studies ofPE/CSW composites showed that: mPE/CSW and LLDPE/CSW composites appearedsignificant shear thinned behavior in low frequency region when whisker content washigher than 15vol%. But all samples of LDPE-1/CSW and LDPE-2/CSW compositesshowed
16、obvious shear thinned behavior. The shear thinned phenomenon ofLDPE-1/CSW composites was more significant in higher filler content samples. Theinvestigation of temperature dependence of viscosity showed that: when the volumecontent of whisker was under 15vol%, the viscous flow activation energy of PE/CSWcomposites decreased with increase of whisker content; when the volume content ofwhisker was higher 15vol%, the viscous flow activati
