黏弹性对聚丙烯/碳纳米管复合材料熔体挤出特性影响研究

编号：NMJS04897

篇名：黏弹性对聚丙烯/碳纳米管复合材料熔体挤出特性影响研究

作者：阳京京； 方华高； 章亚琼； 施文涛； 陈鹏； 王志刚；

关键词：聚丙烯； 碳纳米管； 网络结构； 流变学； 挤出收缩；

机构： 中国科学院软物质化学重点实验室中国科学技术大学高分子科学与工程系； 中国科学院宁波材料技术与工程研究所；

摘要： 通过动态流变学方法研究了2种不同黏弹性的聚丙烯(iPP-1和iPP-2)及其与碳纳米管(CNTs)的复合材料(CNTs/iPP)的熔体动态黏弹性,并进一步以毛细管流变仪研究了熔体黏弹性对iPP及CNTs/iPP复合材料在高速挤出流场中挤出特性的影响.研究表明,200℃下iPP-1的黏度和储能模量(G’)明显低于iPP-2;CNTs/iPP复合材料的储能模量G’在低频区域均显示出与频率无关的类固体平台区,说明CNTs含量为5 wt%的复合材料体系中均形成了稳定的CNT网络结构.iPP及CNTs/iPP复合材料在高剪切速率下均表现出强烈的剪切变稀行为,CNT网络结构存在导致复合材料的黏度和剪切应力同iPP基体相比则明显提高.CNTs/iPP复合材料的挤出物螺旋畸变和挤出胀大比同iPP相比显著减弱.以黏弹性较强的聚丙烯(iPP-2)为基体的复合材料熔体在较高挤出速率下仍然表现出挤出胀大行为,然而在较低剪切速率下甚至可以出现挤出收缩特性,更为显著的是以黏弹性较弱的聚丙烯(iPP-1)为基体的复合材料熔体在全部挤出速率下均表现出挤出收缩特性,这是因为在高剪切速率下CNT网络结构不足以抑制黏弹性较强的iPP链弹性形变和回复,而在低剪切速率下CNT网络结构足以抑制黏弹性iPP链的弹性形变和回复,导致了这种复合材料熔体挤出收缩特性.