抗冲共聚聚丙烯体系熔体结构演化与相行为的动态流变学表征

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多相多组分聚合物材料的流变特性与其组分间的相互作用、相形态密切相关。在加工过程中形成的凝聚态结构既对其流变行为有重要影响,同时也决定了材料的使用性能。在小应变条件下进行的动态流变测试,不会对材料本身结构造成影响或破坏,并对材料形态结构变化十分敏感,可以准确反映多相聚合物体系组分间的相互作用和形态结构的变化。本课题选择抗冲共聚聚丙烯(Impact Polypropylene Copolymer, IPC)材料作为研究对象,其组成主要为丙烯均聚物(PP)、无定型乙丙共聚物(EPR)以及部分可结晶乙丙共聚物(E-p-B)。采用动态流变学手段表征IPC熔体的动态流变行为,并对其熔体结构演化过程进行描述与分析。IPC体系的动态粘弹谱中G′存在两个明显的转变,前者为—40℃,后者为20℃,分别对应EPR和iPP的玻璃化转变温度。表明该材料为非均相体系。随温度的升高,IPC熔体的动态粘弹响应明显改变:低ω区域动态储能模量G′与ω的对数关系1g G′~1gω呈现“第二平台”特征;加入复合抗氧剂B215后,在一定的时间范围内,IPC的特征粘弹行为完全消失,呈现均相体系的流变响应特征。低ω区域粘弹函数对IPC的结构变化存在敏感响应。B215在高温下主要抑制体系的交联行为。通过SEM、PCM观察得到IPC体系始终处于微观相分离状态,且具有较好的分散相形态与界面相容性,这是IPC体系橡胶增韧组分含量低,而抗冲性能大幅提高的原因。但其相区尺寸还未发展到足以引起体系的动态流变响应改变的程度,因此采用第二平台效应、时温叠加原理、Cole-Cole曲线等判据,无法表征IPC体系的相行为。在170-230℃的范围内,IPC体系不发生进一步的相分离,熔体结构与形态可保持相对的稳定性。
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