聚乙烯的共混改性课件

1、聚乙烯的共混改性 聚乙烯与聚酰胺的共混8.1.5 聚乙烯与其他聚合物的共混8.1.6 线型低密度聚乙烯的共混改性8.1.7 超高分子量聚乙烯的共混改性8.1.88.1.5 聚乙烯与聚酰胺的共混1. HDPE与PA的共混，可以提高HDPE对氧及烃类溶剂的阻隔性。 2. HDPE/PA共混体系要具有良好阻隔性，其PA必须以层状分散于HDPE中。为获得理想阻隔性形态的HDPE/PA共混物，必须保证加工温度下PA熔体粘度大于HDPE。 3. 右上图表明了PA在HDPE中的含量及形状对该共混物阻隔性的影响。可以看到，随PA含量的增加和PA分散相的层化，HDPE/PA共混物的阻隔性明显提高。HDPE/PA

2、中PA含量及形状对其阻隔性的影响（相对值） - 粒状分散体系 - 层状分散体系8.1.5 聚乙烯与聚酰胺的共混4. 右上图为给出在一定的剪切速率下，两种聚合物组分粘度与温度的关系，根据该图可选择恰当的加工温度。可以看到一定剪切速率下，PA的粘度随温度升高而快速降低，而HDPE的粘度随温度升高，基本保持不变。两条曲线的交点左侧，PA的粘度比HDPE的要高，比较适合制备阻隔性良好的HDPE/PA共混物。5. 这类阻隔性能突出的共混物，目前已在农药、食品、燃料（汽油、煤油）、各种化学品的包装容器制造上采用。PA及HDPE的粘度与温度的关系8.1.5 聚乙烯与聚酰胺的共混6. 下表是HDPE/PA制的

3、容器与其他塑料制品的容器对溶剂的阻隔性数据。可以看到HDPE/PA制的容器和多层（EVOH）制的容器对溶剂的阻隔性非常理想；PAN制的容器，和单一使用HDPE制的容器，阻隔性能较差；PVC制的容器对溶剂阻隔性最差。8.1.5 聚乙烯与聚酰胺的共混7. 介绍一种用于与HDPE共混生产阻隔性聚合物共混物的PA：美国Du Pont公司生产的SELAR-RB，它实际上是一类加有增容剂的特殊的PA。8. 下表是HDPE/SELAR-RB共混物的透氧性数据。可以看到，单一HDPE的透氧系数很大，而含15%RB421时，共混物的透氧系数最小，阻氧性能最好。此外，表格也反映了，RB的规格不同，透氧系数和对HD

4、PE阻氧性提高的倍数也不同。（如含15%RB300和含15%RB421的透氧性数据对比）8.1.6 聚乙烯与其他聚合物的共混1. 聚乙烯大量用于生产包装、装饰薄膜，但其印刷性不良，因此要设法提高聚乙烯与油墨的粘结力。提高聚乙烯印刷性的措施有： （1）用硫酸、铬酸的高浓度水溶液浸渍聚合物表面，由于酸的氧化作用使聚合物表面生成羧基等极性基团。 （2）用热空气和火焰加热氧化聚合物表面。 （3）电晕放电处理聚合物表面。 （4）聚合物中加入表面活性剂。2. 由于以上方法均需特殊处理，使操作复杂化。聚乙烯与印刷性能良好的聚合物共混以改善印刷性能的方法效果显著，操作简单。例如：聚丙烯酸酯类树脂改性高密度聚乙

5、烯，优点是提高了油墨对聚乙烯的粘结力，缺点是拉伸强度及伸长率有所下降。3. 上图是PMMA及PEMA掺混量对HDPE与油墨粘结力的关系。从图中可以看到，随着PMMA及PEMA加入量的增加，HDPE与油墨的粘结力先增加后趋于不变。并且PMMA比PEMA更能增强HDPE与油墨的粘结力。8.1.6 聚乙烯与其他聚合物的共混4. 聚硅醚掺入聚乙烯中可显著降低拉伸模量和改善电性能。右下图为聚乙烯/硅油共混物的拉伸模量与硅油含量的关系。显然，随硅油含量的增加，拉伸模量急剧下降，尤其硅油含量低于50%以前变化更为迅速。共混物的拉伸强度也随硅油掺入量的增加而相应下降。5. 聚乙烯/硅油共混物各种性能中提高最突

6、出的是抗电晕性。这种优良的加工性使其适宜于采用挤出、注射、模压等多种成型方法生产电工绝缘材料。8.1.7 线型低密度聚乙烯的共混改性1. 在相同的平均分子量情况下，与LDPE相比，LLDPE有更长的主链，其分子排列较规整，结晶也更完整，同时LLDPE有更高的拉伸强度和耐穿刺性。这些特性使其适宜制造各种膜制品。在达到同样强度条件下，膜的厚度降低，减少了产品按面积计算的价格。但LLDPE分子量分布窄，熔体粘度大，挤出成型时熔体易破裂。故LLDPE与LDPE共混，在性能上可以得到极好的互补。2. 下表是LLDPE/LDPE共混料吹塑薄膜的主要性能。由表可见，共混物的力学性能在MD、TD两向皆优于LD

7、PE，而接近于LLDPE；线型收缩率相差越大， 说明为单轴取向或不平衡双轴取向，由此可见LLDPE/LDPE（1:1）共混物 具有比LDPE更不平衡的双轴取向，这是由于LLDPE在MD方向上强化取向 结果，根本原因是LLDPE中非常多的分子链连结所致。8.1.7 线型低密度聚乙烯的共混改性3. 基于LLDPE和LDPE各自不同特点的结晶物而使其相容性表现复 杂，研究得到以下结论： （1）两者结晶熔点和结晶结构的不同，使共混物熔体在缓慢冷却时 形成两种各自独立的稳定结晶，在快速冷却时则形成一个部分 相容的共晶区。 （2）纯LDPE的小角散射图呈现“四叶”状结晶，当按LLDPE/LDPE （30/

8、70）共混时，“四叶”状退化，说明LLDPE对LDPE结晶有 干扰；而以（50/50）共混时，又各自完整结晶，互不干扰。 由此可见，LLDPE/LDPE共混物在很大的比例范围内均为不相 容的复相体系，某些条件下可以部分相容。4. 改善LLDPE的熔体特性是共混的主要目的，研究LLDPE/LDPE共 混物的流变性是考察改性效果的重要方面。可以得到以下三个结论： （1）在恒定剪切速率下，共混物的剪切粘度随LDPE的增加而下降。 （2）在恒定应变下，拉伸粘度却随LDPE的增加而提高。 （3）LLDPE熔体粘度对的敏感性小于LDPE，而LLDPE/LDPE共 混物的熔体粘度，在低范围敏感性介于LLDP

9、E与LDPE之间， 在高范围则无明显规律，随共混比及样品情况等多种因素表 现出复杂的变化。8.1.7 线型低密度聚乙烯的共混改性5. 下表是LLDPE/LDPE共混物的熔体强度（断裂应力）与共混比的关系，可见随LLDPE比例的加大，共混物的熔体强度一般是增加的，特殊性在于其熔体强度即高于LDPE，又高于LLDPE。6. 线型低密度聚乙烯与其他聚合物的共混改性主要集中于改进其加工性能。在LLDPE中添加低分子聚合物作为加工改性剂对于改善LLDPE加工性能有着卓越的贡献，比较成功的低分子聚合物有氟聚合物、有机硅聚合物、聚 - 甲基苯乙烯、低分子聚烯烃等。8.1.8 超高分子量聚乙烯的共混改性1.

10、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）在性能上的特点： （1）优异的拉伸性能。用通常的试验方法试样均不被破坏。 （2）摩擦性能卓越。具有较低的摩擦系数和高的耐磨耗性。自润滑 性能虽然不如PTFE、PA、POM，然而水润滑和油润滑下，摩 擦系数低于PA66和POM而与PTFE相当。 （3）热变形温度高于HDPE，同时又有极低的脆化温度（ -80）。 （4）熔体粘度极高，熔流指数为零，加热时实际处于一种凝胶状 态，并对剪切不敏感。2. UHMWPE的熔体无流动性，加工成型性差，推广应用困难，因此 要设法改善UHMWPE的熔体流动性。目前比较有效、简便和实用 的方法是共混法，途径主要有： （1）以UHMWPE为基体与HDPE共混可获得基本保持前者优良性 能的共混物，可用挤出成型法成型； （2）UHMWPE与分子量低的LDPE共混可使前者成型加工性获得 显著改善，尽管力学性能有所下降，但仍可用作耐磨材料， 同时加入流动性改善剂DCPD的UHMWPE/LDPE/DCPD （100/20/10）的三元共混体系，其成型加工性能和力学性能 均较佳。 8.1.8 超高分子量聚乙烯的共混改性 （3）为使UHMWPE共混体系的力学性能维持在一