實(shí)驗(yàn)反應(yīng)擠出實(shí)驗(yàn)?zāi)猃埦垡蚁┓磻?yīng)性共混

實(shí)驗(yàn)反應(yīng)擠出實(shí)驗(yàn)?zāi)猃埦垡蚁┓磻?yīng)性共混第1頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

了解并掌握改善聚合物共混體系相容性的方法和聚合物共混相容性的表征方法掌握尼龍/聚乙烯反應(yīng)共混增容的工藝過程第2頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六尼龍是分子鏈上具有酰胺鍵的聚合物的總稱，典型代表是PA6和PA6,6，是性能優(yōu)良的工程塑料，在汽車、電器、儀表等許多工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛尼龍分子鏈上的酰胺鍵吸水，導(dǎo)致尼龍制品吸濕性較高，導(dǎo)致制品的尺寸穩(wěn)定性、電性能、以及機(jī)械強(qiáng)度受到不利影響其次，PA6和PA6,6的低溫韌性較差，低溫下受力易發(fā)生脆性破壞；另外尼龍價(jià)格較高這些不足一定程度上限制了尼龍的應(yīng)用二、實(shí)驗(yàn)原理第3頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六采用聚乙烯(PE)與尼龍（PA）進(jìn)行共混可以改進(jìn)和提高尼龍的上述性能聚乙烯可以明顯降低尼龍的吸水率，從而提高制品的尺寸穩(wěn)定性和電性能聚乙烯對尼龍還可以起到增韌作用，提高制品的干態(tài)和低溫狀態(tài)下的沖擊強(qiáng)度，改善尼龍的力學(xué)性能價(jià)廉的聚乙烯還可以大幅度地降低尼龍的生產(chǎn)成本第4頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六尼龍與聚乙烯的大的極性差異導(dǎo)致二者共混時(shí)的相容性極差。加入相容劑來改善共混相容性。尼龍與聚乙烯共混的相容劑可以通過聚乙烯接枝馬來酸酐與尼龍進(jìn)行反應(yīng)性擠出來制取，其原理如下：PA6-PE的嵌段（或接枝）共聚物

第5頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六尼龍與聚乙烯的嵌段（或接枝）共聚物，它們在熔融擠出共混過程中可以對尼龍和聚乙烯可以起到共混相容劑的作用：一方面通過降低尼龍與聚乙烯兩相間的界面張力，提高兩相的分散程度；另一方面增強(qiáng)兩相之間的界面結(jié)合力；從而形成了具有良好分散和牢固界面結(jié)合的共混形態(tài)。第6頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六三、實(shí)驗(yàn)原料和設(shè)備高密度聚乙烯樹脂（HDPE），MFR=6.01KgPA6，擠出級 3Kg聚乙烯接枝馬來酸酐（HDPE-g-MAH）1Kg高速分散混合機(jī) 1臺雙螺桿擠出機(jī)組 1臺氣流干燥器 1臺第7頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六四、實(shí)驗(yàn)步驟A.PA6與聚乙烯的反應(yīng)性擠出共混

⑴將PA6粒子置于100℃氣流干燥器中干燥8小時(shí)以上。聚乙烯樹脂置于普通干燥箱中于80℃下干燥4小時(shí)。

⑵打開雙螺桿擠出機(jī)電源開關(guān)，將擠出機(jī)各段溫度設(shè)定為：I區(qū)II區(qū)III區(qū)Ⅳ區(qū)Ⅴ區(qū)機(jī)頭200℃230℃240℃240℃230℃230℃第8頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六⑶分別稱取干燥PA6樹脂1.2Kg和HDPE樹脂500g，在高速混合機(jī)中混合2min后加入擠出機(jī)料斗。啟動(dòng)雙螺桿擠出機(jī)主機(jī)，并調(diào)節(jié)變頻器頻率至30Hz（電流約為10A）。啟動(dòng)加料螺桿電機(jī)，調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速為30rpm，進(jìn)行熔融共混擠出。⑷稱取干燥PA-6樹脂1.2Kg、HDPE樹脂300g、HDPE-g-MAH200g，按照步驟(3)操作。⑸待物料全部擠出完畢后用1公斤純聚乙烯樹脂對擠出機(jī)進(jìn)行清理，然后依次關(guān)閉加料電機(jī)、主機(jī)和各加熱段，最后關(guān)閉擠出機(jī)電源。第9頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六B.PA6/聚乙烯共混相容性的表征⑴Molau實(shí)驗(yàn)——將由簡單機(jī)械共混得到的PA6/聚乙烯共混物和通過反應(yīng)性擠出得到的共混物切片各數(shù)十粒分別放入兩只試管中，然后在試管中加入甲酸。試管在室溫下放置2～3天后，兩個(gè)試管內(nèi)物料的狀態(tài)發(fā)生了明顯變化。請同學(xué)根據(jù)所觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，解釋兩種共混體系的相容程度。第10頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六⑵掃描電子顯微鏡（SEM）——取簡單機(jī)械共混物和反應(yīng)性共混物的擠出料條各一根，將它們置于液氮中冷凍1～2min，用鉗子將其掰斷，在斷面上進(jìn)行噴金處理后，使用掃描電子顯微鏡觀察斷面處的共混形態(tài)。簡單機(jī)械共混物反應(yīng)共混物

圖1PA6/聚乙烯共混物的掃描電子顯微鏡照片第11頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六C.PA6/聚乙烯共混物的力學(xué)性能⑴將PA6、PA6/聚乙烯機(jī)械共混物和反應(yīng)性擠出共混物各1.5Kg置于氣流干燥器中于100℃下干燥8小時(shí)以上，以去除樹脂中的水份。

⑵打開塑料注塑機(jī)電源開關(guān)，將注塑機(jī)各段溫度設(shè)定。⑶將三種物料分別在塑料注塑機(jī)上制備出供拉伸、沖擊、彎曲試樣各10根。第12頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六⑷將試樣在室溫下放置一天，量取試樣尺寸后，按照測試標(biāo)準(zhǔn)分別測定試樣的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、彎曲強(qiáng)度和簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度。⑸將測得的三種物料的各種機(jī)械強(qiáng)度列表并進(jìn)行比較，討論P(yáng)A6/PE簡單共混和反應(yīng)性共混對PA6機(jī)械性能的影響。第13頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六五、思考題不相容聚合物之間的簡單機(jī)械共混為何得不到令人滿意的共混形態(tài)和物理機(jī)械性能？可以采用哪些方法來改善不相容共混體系的相容性？如何表征和評價(jià)兩相共混體系的相容性？

第14頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六六、參考文獻(xiàn)林明德，俞強(qiáng),龔方紅，等.尼龍-6與羧基化改性LDPE共混體系的結(jié)構(gòu)研究[J].高分子材料科學(xué)與工程，1992,8（