“PP-PE”聚合合金结构与性能的关系及PP/HDPE共混体系增容改性的新途径

试图澄清“PP-PE”结构与性能的关系，并以此为指导寻求增容改性PP/HDPE体系的新途径是本工作的主要内容。在本工作中，考虑到分子量、EPC组分和共混均匀性因素之后发现，“PP-PE”与相同条件下合成的均聚物样品构成的共混物之间在应力-应变行为、抗冲击性能和动态力学行为上并没有明显差别。在结合文献中有关现象详尽讨论了关于活性链寿命报导值和“（PP-PE）_(200)"的C~(13)NMR谱支持嵌段结构观点的可靠性之后，得到的结论是，现有实验现象不中以证明“PP-PE”具有嵌段结构，尽管四十年来这一观点已被普遍接受。通过TEM观察到，“PP-PE”与PP/HMWPE共混物结晶结构相同，“PP-PE”中的PE部分明显具有HMWPE的片晶特征，应力-应变和SEM实验的结果显示，“PP-PE”与HMWPE具有完全相同的增容PP/HDPE的作用。结合有关共混物结构和性能的实验结果，发现“PP-PE”主要是一个共混物，其中的HMWPE和EPC组分是决定其性能行为的主要因素。尽管在理论和实验上都已确认，分子量的增大不利于共混物组分间的相容，但通过应力-应变实验和形态结构的观察发现，虽然均聚物HMWPE的加入使PP/HDPE体系中PE组分平均分子量增大，但是体系中分散相尺寸却随HMWPE含量的增加大幅度减小，力学性能全面提高。HMWPE这种同接枝和嵌段共聚相似的增容作用既不能用“相似相容”，也不能用所谓“特殊相互作用”来阐明。为此，在本工作中提出了一个新的增容机制——“缠结作用”。应力-应变实验表明，PP/HMWPE体系的力学性能明显优于PP/HDPE体系。前者强度和断裂伸长率都高于后者，其差别尤以断裂伸长率为甚，而模量相差不大。SEM形态结构的观察发现，虽然PP/HDPE体系中的分散相尺寸随其量的增加而增大，并且界面清晰，但PP/HMWPE中的缠结作用使得组分间界面模糊，甚至消失。这种较强的组分间相互作用使得材料由脆性断裂转变为韧性断裂。PP/HMWPE的性能特点进一步证实了非理想换气条件下制备的“PP-PE”结构与性能的关系。