玻纖(GF)-聚丙烯(PP)復合體系動態(tài)流變學行為和結晶行為研究.pdf

1、填充聚合物體系的熔體流變行為不僅取決于填料本身的物理化學性質,還與相形態(tài)、填料與基體間的相互作用密切相關,并進而影響填充體系的加工性能和最終的使用性能?；趯W術研究和工業(yè)應用的需要,對于復合體系形態(tài)結構與熔體流變行為之間的關聯正成為近年來研究的熱點。但目前關于填充體系流變學的研究多基于顆粒填充體系,對具有各向異性的纖維填充體系流變行為的了解仍然有限,特別是對在外場力作用下纖維填充體系形態(tài)結構的演變的理解非常不夠。本工作通過穩(wěn)態(tài)剪切實驗方

2、法構建單一剪切場,研究了玻纖(GF)/聚丙烯(PP)復合體系熔體無規(guī)和取向態(tài)下的動態(tài)流變行為、形態(tài)結構演變和結晶的關系。
　　首先通過200℃下的穩(wěn)態(tài)預剪切實驗,研究了剪切場下玻纖/聚丙烯復合體系的結晶行為和結晶形態(tài)。DSC和XRD的結果表明,對于PP/GF(處理)/PP-g-MA體系A,PP結晶行為和結晶結構與穩(wěn)態(tài)預剪切速率之間表現出一定的依賴性,在較低的剪切速率下(<3s-1),PP結晶結構發(fā)生變化,α晶和β晶共存,同時有棒狀

3、晶體和針狀晶體等取向晶體形成,而在高剪切速率下,PP只以α晶型存在,結晶形態(tài)為球晶。而對于PP/GF(未處理)/PP-g-MA、PP/GF(處理)、PP/GF(未處理)等體系,剪切場對結晶行為和結晶形態(tài)影響不大,體系中PP晶型仍然為α晶型,PP晶體以球晶存在。
　　然后通過小幅振蕩剪切實驗研究了取向態(tài)下復合體系的動態(tài)流變行為。通過考察其流變參數的變化來研究取向態(tài)下復合體系熔體形態(tài)結構的演變。結果發(fā)現,PP/GF(處理)/PP-g-

4、MA體系的動態(tài)模量和粘度隨著剪切速率的增大呈現先增大后減小的趨勢,而PP/GF(未處理)/PP-g-MA、PP/GF(處理)、PP/GF(未處理)等體系的模量和粘度則均隨著剪切速率的增大而減小。而且通過計算復合體系熔體中聚合物分子鏈的松弛時間,發(fā)現在適當的剪切速率下條件下體系分子鏈的松弛時間會延長,且玻纖經過表面處理后,也會延長體系中聚合物分子鏈的松弛時間。
　　根據玻纖/聚丙烯復合體系流變行為和結晶行為的實驗結果,初步闡明了玻纖

5、/聚丙烯復合體系熔體在剪切場下形態(tài)結構的演變機理和模型。當玻纖與聚丙烯基體間有較強相互作用條件下,適當的剪切場作用,玻纖-聚丙烯的網絡結構被拉伸,取向作用使得整個網絡結構的有序度提高,故體系的模量和粘度均得到提高;而這種有序的網絡結構的存在使得取向的聚合物分子鏈在高溫條件下的松弛時間延長,其取向結構能更多的被保留下來,從而在后續(xù)的結晶過程中誘導β晶的形成,并能得到更多的棒狀晶體及針狀晶體類的取向晶體;當玻纖與聚丙烯基體間界面粘合較弱時,