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高密度聚乙烯/硫酸钙晶须复合材料的制备

   摘  要    以高密度聚乙烯为基础树脂,加入硫酸钙晶须、抗氧剂1010、硬脂酸润滑剂,制备了高密度聚乙烯/硫酸钙晶须复合材料

通过研究各组分对高密度聚乙烯/硫酸钙晶须复合材料性能的影响,确立了高密度聚乙烯/硫酸钙晶须复合材料的配方:高密度聚乙烯为100.0 phr,硫酸钙晶须为10.0 phr,抗氧剂1010为1.0 phr,硬脂酸为1.5 phr。

所制高密度聚乙烯/硫酸钙晶须复合材料的缺口冲击强度为39.8 kJ/m2,拉伸强度为16.3 MPa,断裂拉伸应变为158%,熔体流动速率为8.18 g/10 min。 

英梅硫酸钙晶须
 

高密度聚乙烯(HDPE)具有优良的绝缘性能及较高的拉伸强度,但HDPE容易发生脆化及应力开裂[1-3],需要对HDPE进行改性,以拓宽HDPE的使用范围。无机晶须的晶体结构为单晶,是具有较大长径比的微米级材料[4-5]。无机晶须的晶体结构中不存在位错和空穴等缺陷,而且晶格中的原子呈现高度有序排列,所以晶须具有相当于原子间结合力的机械强度,可作为其他材料的增强相[6]。晶须作为高分子基复合材料的增强相,能够有效改善复合材料的力学性能。硫酸钙晶须(CSW)具有高强度、高模量及耐化学药品腐蚀等优异性能,制造成本较其他晶须更低且无毒[7]。张源源等[8-9]研究了w(CSW)为0~5%时对聚丙烯/CSW复合材料力学性能的影响。结果表明,w(CSW)为2%时,复合材料的拉伸强度最大。CSW用于HDPE改性,不仅能够增强、增韧,而且还能提高材料的热稳定性、电绝缘性能等。晶须能够在HDPE基体中形成类似于骨架材料的定向结构,提高HDPE/晶须复合材料的韧性,CSW已经用于聚乙烯复合材料的生产中。本工作以HDPE为基体树脂,加入CSW、抗氧剂、润滑剂,制备HDPE/CSW复合材料,研究了其力学性能、抗冲击性能、流动性能和热性能。