剪切作用下PP/PS共混物中分散相形态及其分布的研究

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共混纤维中分散相的形态是直接影响纤维性能的重要因素,众多研究集中于共混纤维卷绕丝中分散相的形态及梯度结构。而熔融纺丝经历了喷丝孔道中的剪切流场和出喷丝孔后的拉伸流场,关于喷丝孔中剪切作用对分散相形态的影响鲜有报道。对剪切作用下共混物中分散相形态及分布进行研究,可以充实和拓展共混熔纺纤维分散相梯度分布的研究,为涉及剪切流场的成型加工提供基础指导。本文在课题组前期研究的基础上,采用毛细管流变仪,建立一套全新的剪切流场中挤出物的取样方法,获得仅受剪切作用的共混挤出物样条,借助SEM对共混挤出物样条横纵截面上的分散相尺寸和分布进行观察,利用数字化表征手段,探讨剪切作用下PP/PS共混物中分散相形态及其分布。通过改变剪切速率、分散相含量及共混粘度比,研究分散相形态的影响因素,并进行相关分析解释。本文主要的研究内容及结果如下:(1)PP/PS共混挤出物样条的制备与取样:采用毛细管流变仪,分别制备剪切速率为2000s-1,4000s-1,5000s-1和8000s-1,分散相含量为4wt.%,6wt.%和8wt.%,粘度比为5.2,9.2和16.6的PP/PS共混挤出物样条。(2)分散相形态的表征方法:采用树脂包埋、冷冻超薄切片及溶剂刻蚀法,借助SEM观察挤出物样条横截面和纵截面,并对SEM照片进行数字化处理,获得分散相形态及分布信息,研究剪切作用对共混挤出物中分散相的数目、直径、长径比及体积的影响规律。(3)剪切作用下共混挤出物中分散相形态及分布规律:随剪切速率的增大,分散相的平均直径和平均体积减小,长径比增大,相对数目增多,在径向上的分布规律为,分散相的直径沿径向增大,即“内细外粗”,长径比和平均体积沿径向增大,相对数目则沿径向减少,即“内密外疏”;随着分散相含量的增大,会发生分散相间的聚并,其平均直径增大,长径比减小,平均体积增大,相对数目增多,在径向上的分布规律为,分散相的直径、长径比和体积沿径向增大,相对数目沿径向减少;随共混粘度比的增大,分散相的尺寸增大,粘度比越小,分散相尺寸亦相应减小,说明较低的共混粘度比有利于形成尺寸较小的分散相。
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