线性低密度聚乙烯与高密度聚乙烯相容性良好,且两种聚乙烯及其共混物均可以用氧化物进行交联。混合配比直接影响了聚乙烯共混物的力学性能变化规律,而对过氧化物交联聚乙烯共混物结构对力学性能的影响规律研究还不完善,系统有效的研究这一改性方法具有重要意义。本文通过熔融共混制备不同混合比的LLDPE/HDPE与mLLDPE/HDPE,对其流变学行为、交联过程及交联后共混物的结晶动力学进行分析,并进一步研究共混物结构对力学性能的影响规律。主要工作和结论如下:(1)通过凝胶渗透色谱(GPC)和红外光谱(FTIR)分析了了共混比对共混物分子量分布和支化度影响。FTIR测试表明,高密度聚乙烯(HDPE)的支化度N为9.5CH3/1000C,GPC测得的数均分子量(Mn)为15629,重均分子量/数均分子量(Mw/Mn)比值为5.16。随着线性低密度聚乙烯含量的增加,聚乙烯共混物的N增大,Mn增大,Mw/Mn减小。与共混比相同的LLDPE/HDPE共混物相比,mLLDPE/HDPE共混物的中分子量部分比重大,分子量分布更窄。利用旋转流变仪、毛细管流变仪研究共混配比对其流变性能的影响,并用Carreau模型和Cross模型对流变数据进行拟合。结果表明,添加低密度聚乙烯会使共混物的零切黏度(η0)增大,在配比相同的条件下,mLLDPE/HDPE共混物的η 0 比LLDPE/HDPE共混物的η0小。将拟合所得的零切黏度通过Arrhenius方程计算共混物的黏流活化能(Ea)。Ea表征温度变化对黏度的影响程度。结果表明,Ea随着线性低密度聚乙烯含量的增加而增加,与配比相同LLDPE/HDPE共混物相比,mLLDPE/HDPE共混物的Ea较大。(2)利用旋转流变仪、差示扫描量热仪(DSC)测量聚乙烯的交联过程,并通过反应动力学分析了交联过程。结果表明,聚乙烯共混物的交联反应为一级反应,聚乙烯共混比并不影响反应级数。随着LLDPE含量的增加,共混物的半交联时间变长,交联的反应活化能增加;mLLDPE/HDPE也有相似的规律。与配比相同LLDPE/HDPE共混物相比,mLLDPE/HDPE共混物的反应活化能较大。共混物反应活化能的增加是由聚乙烯分子链段运动能力下降和支化度升高引起的。凝胶测试表明,随着低密度聚乙烯含量的增加,共混物的交联密度增加。当低密度聚乙烯添加量大于43%左右时,mLLDPE对交联网格密度的影响更显著。(3)采用DSC对交联聚乙烯的结晶性能进行研究。通过Avrami方程和莫志深法分析了结晶过程。结果表明,提高低密度聚乙烯的含量,交联共混物的端表面折叠自由能增加、半结晶时间增大、结晶度降低。通过偏光电镜、小角激光散射和X射线衍射对晶体结构进行分析。结果表明,提高低密度聚乙烯含量,交联聚乙烯的球晶粒径减小,结晶不均匀性增加。与共混比相同交联LLDPE/HDPE相比,交联mLLDPE/HDPE的结晶能力较弱,球晶粒径较小,结晶均匀性较差,结晶度较低。(4)通过DMA测试了交联共混物0.5h内蠕变柔量的变化,并验证时间-应力等效和时间-温度等效原理预测交联聚长期性能的可行性。蠕变测试表明,交联聚乙烯的抗蠕变性能随着线性低密度聚乙烯含量的增加而下降。60℃条件下的测试结果表明,交联mLLDPE/HDPE共混体系的短期抗蠕变性更好。静态力学结果表明,交联聚乙烯的屈服强度和拉伸模量则随着低密度聚乙烯含量的提高而降低,且随着共混物的结晶度的降低线性降低。共混物的断裂伸长率随着低密度聚乙烯含量的增加先增大后减小,这一规律是结晶度降低和交联密度提高共同作用的结果。与共混比相同的交联LLDPE/HDPE相比,交联mLLDPE/HDPE的屈服强度和拉伸模量较低。摆锤缺口冲击测试结果表明,随着线性低密度聚乙烯含量的增加,交联共混物的冲击强度增大。当线性低密度聚乙烯含量由Owt%提高至43wt%时,交联LLDPE/HDPE和交联mLDPE/HDPE的常温冲击强度由42kJ/m2分别提高到66kJ/m2和71kJ/m2。当线性低密度聚乙烯含量由Owt%提高至85wt%,交联LLDPE/HDPE和交联mLDPE/HDPE的低温冲击强度(-30℃)由 9kJ/m2分别提高到 94 kJ/m2 和 107 kJ/m2。