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聚乙烯与丁腈硅橡胶的共混改性是怎样的?

时间: 2016-7-19 14:18:53 | 浏览: 2548 | 更多关于《新闻中心
HDPE冲击强度不高,在用途上受到了限制。目前,用非极性弹性体改性的情况较多。极性弹性体(NBR)丁腈硅橡胶含有极性基团氰基,具有优良的耐油性、耐热性、耐水性等,与HDPE溶解度参数相差大,属于热力学不相容体系,但是采用合理的工艺条件,能使其工艺相容性良好。少量的NBR能大幅度提高HDPE的冲击强度,且此时相态结构为平行排列的丝状。由于HDPE与NBR为不相容体系,故需要加入相容剂。


硅橡胶



通过熔融共混法制备HDPE/NBR二元共混物和HDPE/NBR/HDPE-g-MAH三元共昆物,结果表明:对于极性不同的二元共混体系,加入15%的NBR即可得到冲击强度为712.2J/m,相态结构为平行排列的丝状共混物;对于加有相容剂HDPE-g-MAH的三元共混体系,冲击强度达到845.9J/m,加入相容剂后增韧效果提高。相容剂HDPE-g-MAH分子中HDPE部分直接与HDPE相容,MAH部分含有极性基团羰基,与NBR中丙烯腈发生化学反应生成氢键。由于两端分别与HDPE、NBR两组分相容,它起到了乳化剂的作用,降低了相界面力,增加两相间黏结力,形成了稳定的相分散结构,使分散相颗粒均分散在连续相内,有效地提高了两组分的相容性,从而改善了冲击韧性。据相容剂增容机理分析,加入相容剂量越多,改性效果应该越好,但实验证明,加入10%相容剂反而没有加5%相容剂时改性效果好。可能是因为相容剂填充在共混体系多相界面间,使多相界面大分子链段通过增容作用而相互渗透、扩散,起到降低相间界面能、增加相间作用力的作用。只有当相容剂在相界面处适量时,增容效果最好。

硅橡胶


用极性NBR改性非极性HDPE,其改性效果除了与NBR的牌号、含量和基体树脂HDPE的熔体流动速率有关之外,还与混炼时间,温度、辊距等工艺条件有关。在开始加入NBR,共混体系的冲击强度便成直线增加。当NBR的含量达到一定值时,冲击强度达到最大值。此后,随着NBR含量的增加,冲击强度反而下降。NBR-18的改性效果优于NBR-26。由“相似相容”的原理可知,塑料相与硅橡胶相的极性越相近,相容性越好。所以HDPE/NBR-18共混物的相容性优于HDPE/NBR-26共混物。不同牌号的HDPE改性效果的先后顺序为:8900S>5000S>5070EA。三种牌号HDPE的熔体流动速率大小顺序为:5070EA>5000S>8900S。

工艺条件对冲击强度的影响很大。混炼时间适当,剪切强度适宜,体系黏度才能接近共混所要求的理想黏度点。混炼温度较低时,由于熔体黏度过高,分散相和连续相无论从宏观上还是微观上都很难分散,硅橡胶相和基体树脂间不易达到均匀混合;而温度过高,则大大地降低了熔体的黏度,这同样使分散相和连续相间的黏度差别大,硅橡胶粒子重新聚集,韧性降低。此外,高温下的硅橡胶还容易受热空气氧化降解,同样也影响性能。辊间距的大小体现了剪切强度的大小,辊间距越大,对物料的剪切作用越小;辊间距越小,对物料的剪切作用越大。在一定程度上,辊间距的大小与混炼时间的长短是一致的。

熔融共混法制备的HDPE/NBR共混物,属于假塑性流体,表现黏度随剪切速率和温度的升高而降低,随NBR和增容剂含量的降低而降低。在不同配比条件下,T=190℃时,当NBR含量不变时,其表观黏度随增容剂含量增加而增加。因为增容剂在HDPE和NBR两相界面间存在着一定的物理、化学作用,使HDPE分子链和NBR分子链易于形成缠结,增强了HDPE和NBR之间的相互作用,阻碍了分子链的正常排列,导致共混物熔体在流动中运动阻力增加,使共混体系的表观黏度增加。


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