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miPP/mPE、miPP/HDPE共混體系熔體流變性能研究  
miPP/mPE、miPP/HDPE共混體系熔體流變性能研究
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關(guān)鍵詞： miPP  mPE  miPP  HDPE  體系  熔體  流變  
性能  研究  
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所屬學(xué)科： 高分子工程
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邢 強(qiáng) 王益亨 朱美芳* 陳彥模 張 瑜 （東華大學(xué)材料學(xué)院 纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海 200051） （電話：021－62373218 傳真：021－62708719 E-mail：xq51@mail.dhu.edu.cn ） 茂金屬催化劑的制備及應(yīng)用，茂金屬催化劑催化聚合的聚烯烴共聚物的研究近年來成為國(guó)際高分子領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)之一。作為第五代聚丙烯催化劑的茂金屬（Metallocene）催化劑，與傳統(tǒng)的齊格勒—納塔催化體系相比[1]，催化活性高，活性中心單一，定向配位聚合能力強(qiáng)，所得聚合物分子量分布窄。Science雜志上刊登了Chaffin[2]等人研究等規(guī)聚丙烯與聚乙烯壓板界面熔接強(qiáng)度的文章，研究發(fā)現(xiàn)茂金屬聚丙烯（miPP）與茂金屬聚乙烯(mPE)薄板間有很強(qiáng)的界面纏結(jié)，其界面強(qiáng)度甚至超過了任一組分的薄片強(qiáng)度，而傳統(tǒng)的齊格勒—納塔催化ziPP與PE壓板間熔接強(qiáng)度很低。這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)引起了眾多學(xué)者對(duì)于茂金屬催化聚烯烴性質(zhì)的進(jìn)一步研究。雖然關(guān)于PP/PE共混體系性能研究已有大量的報(bào)道，但對(duì)于新型茂金屬聚丙烯（miPP）與聚乙烯（PE）共混體系研究還未見報(bào)道。我國(guó)在茂金屬催化劑及其聚烯烴的研究起步較晚，且大多集中在mPE的研制，而工業(yè)化生產(chǎn)還未有所報(bào)道。有關(guān)茂金屬聚丙烯研究方面還很欠缺，而涉及miPP的應(yīng)用開發(fā)的研究則更加少。本文對(duì)比研究了miPP/mPE，miPP/HDPE兩種共混體系流變性差異及其影響因素，為miPP/PE共混纖維的研制提供指導(dǎo)。 研究表明miPP單一體系表觀粘度在低剪切速率下受溫度的影響比較大，但在高剪切速率時(shí)miPP的表觀粘度變化不大，對(duì)溫度的依賴性減小，其粘流活化能高于傳統(tǒng)的ziPP。 圖1為miPP/HDPE、miPP/mPE共混體系在230℃時(shí)不同共混比例流動(dòng)曲線，從圖中可以看出：在相同溫度下，PE含量為5%時(shí)，共混體系表觀粘度與純miPP相比變化不大；當(dāng)共混比例增加到15%時(shí)，共混體系表觀粘度較miPP顯著增大且miPP/HDPE共混體系粘度高于miPP/mPE，這主要是由于HDPE粘度高于mPE，且隨共混比例的增加，高粘度PE對(duì)共混體系粘度影響增加。此外，PE含量對(duì)共混體系粘度的影響與溫度有很大的關(guān)系，溫度越高PE含量對(duì)共混體系粘度的影響越顯著。這可能是由于兩種PE分子量比miPP大，粘度較miPP高，隨著溫度的升高，高粘度組分對(duì)共混體系粘度的影響增加。 圖2為不同比例共混體系的流動(dòng)活化能圖。當(dāng)聚合物流體具有較大的ΔEη值時(shí)，要注意保持流體溫度的恒定，以免粘度發(fā)生較大的波動(dòng)，而不利于成形的穩(wěn)定。從圖2中可以看出：miPP的活化能在miPP/mPE共混體系和miPP/HDPE共混體系之間，可見mPE和HDPE的加入對(duì)miPP起到不同的作用。HDPE的加入降低了miPP的活化能，而mPE的加入則提高了miPP的活化能。miPP/mPE體系比miPP/HDPE體系的粘流活化能高，這說明溫度對(duì)于miPP/mPE體系粘度的影響較大，因此miPP/mPE體系的紡絲成形對(duì)于溫度的要求比較嚴(yán)格。這可能是由于mPE自身熔點(diǎn)低于HDPE，分子量較HDPE小，加入到miPP后在所測(cè)的溫度范圍內(nèi)對(duì)溫度的敏感性高于HDPE。從圖中還可以發(fā)現(xiàn)，隨著剪切速率的增大，粘流活化能下降。這說明在高剪切速率下，熔體流動(dòng)性能對(duì)溫度的依賴性降低，在普通紡速率范圍內(nèi)，紡絲成形穩(wěn)定。此外，當(dāng)mPE和HDPE加入量增加，粘流活化能下降，有利于紡絲成形穩(wěn)定性。 關(guān)鍵詞:茂金屬聚丙烯(miPP) 茂金屬聚乙烯(mPE) 高密度聚乙烯（HDPE）共混 流變性 參考文獻(xiàn) [1]: 張瑜，閆衛(wèi)東，朱美芳等，紡織導(dǎo)報(bào)，1999，5：8 [2]: Kimberly A, Chaffin Jeffrey S, Science, 2000, Vol.288:2187~2190 致 謝 本工作得到上海市優(yōu)秀學(xué)科帶頭人計(jì)劃（00XD14005），上海市“重中之重”項(xiàng)目資助
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isingsong7    2010-12-11 23:16:42
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