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共混改性塑料的性能除与组分聚合物的化学结构密切相关外,更直接的决定因素就是其形态结构。聚合物成型加工设备对共混改性塑料的形态结构具有重要的影响,因此,研究新型聚合物成型加工设备对共混改性塑料形态结构的影响,对制备高性能共混改性塑料十分必要。三螺杆动态混炼挤出机是聚合物成型加工新设备,该设备具有三螺杆混炼挤出机的优点,同时结合了聚合物动态塑化挤出成型加工技术,其特点是在三螺杆中间螺杆引入了轴向振动,振动的引入进一步强化了三螺杆混炼效果,因此,该设备非常适合用于聚合物共混物的成型加工,本文就是在该设备上研究三螺杆中间螺杆引入轴向振动后,振动力场对EPDM增韧PP的强化作用。
本文对不同橡塑比的PP/EPDM共混体系分别在三螺杆动态混炼挤出机上进行动态和稳态挤出,注塑标准力学性能测试试样,测试不同试验条件下共混物注塑试样力学性能,试验结果表明:在振动频率15Hz,振幅0.5mm时,振动对共混物,特别是EPDM含量15wt%~20wt%的共混物,综合力学性能提高幅度显著,在此基础上,使用SEM、TEM观察动态和稳态共混物冲击断面形貌和两相的分散结构,最终研究结果表明,振动较好地强化了EPDM对PP的增韧作用。
本文初步分析了振动引入后,共混物流变参数变化,尤其是剪切速率增大,粘度降低出发,结合液滴形变模型和弹性体增韧改性的相关机理,初步分析了振动强化EPDM增韧PP的机理。本文认为,引入振动后,振动强化了两相的界面粘结,同时使分散相橡胶粒子形状更规则,粒径均细化,在基体中分布更均匀,从而提高了共混物的韧性。