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本文将不同种类聚丙烯(无规共聚聚丙烯PPR、嵌段共聚聚丙烯PPB)和不同种类、不同牌号的聚乙烯(线性低密度聚乙烯LLDPE、高密度聚乙烯HDPE、超高分子量聚乙烯UHMWPE)分别通过开炼机共混和双螺杆挤出机共混。研究了PE含量和加工工艺对共混物力学性能的影响关系。研究表明在三种聚乙烯中,UHMWPE对PP的增韧改性效果最好,UHMWPE对PPB和PPR均有良好的增韧改性效果。影响PP/UHMWPE共混物力学性能的主要因素是UHMWPE的含量。在力学性能分析的基础上,采用红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、偏光显微镜等从多个侧面和角度对PP及PP/UHMWPE共混物的内部结构进行了表征和分析。红外光谱分析和DSC测试结果表明无规共聚聚丙烯PPR中的乙烯分子是单个或少量的插入聚丙烯中,而嵌段共聚物聚丙烯PPB中的乙烯分子是以聚乙烯长链形式与丙烯链段共聚的。常温冲击断口扫描电镜图显示PPR的断裂行为是脆性断裂,而PPB的则为韧性断裂。添加PE后,偏光显微镜分析表明PE可以影响PP的结晶形态,破坏PP球晶的规整性,PE对PP球晶的插入、分割作用,增强了PP和PE两相界面间的相互作用,有助于提高PP/PE共混物的力学性能。扫描电镜图显示在PPR/UHMWPE体系中PPR发生了脆—韧转变,PPB/UHMWPE呈现立体网络结构破坏特征。
研究了β晶型成核剂对PPH、PPR和PPH/PPR/PPB力学性能的影响,并用偏光显微镜、DSC和WAXD对它们的结晶形态和行为进行了研究。结果表明,添加β晶型成核剂后,PP晶型由α晶型向β晶型转变,材料韧性提高。β晶型成核剂可使PPH冲击强度提高一倍以上,使PPR提高40%,对PPH/PPR/PPB三元共混体系也可提高40%左右,并且成核剂的加入并未使原有聚合物的屈服强度、弯曲强度下降,同时断裂伸长率也有明显的提高。