纳米氧化锌_低密度聚乙烯复合材料性能的研究（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）文章编号:100523360(200320620046204纳米氧化锌Π低密度聚乙烯复合材料性能的研究张雪茜(天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津300222摘要:研究了纳米氧化锌Π低密度聚乙烯复合材料的拉伸性能,耐光老化性能及不同的加工方式对复合材料力学性能的影响。关键词:纳米氧化锌;低密度聚乙烯;母粒中图分类号::B收稿日期:20032072091100nm,具有小尺寸效应,表面效应,宏观量子隧道效应,久保效应等许多宏观颗粒所不具备的奇特性质。它与普通氧化锌比较,表现出许多特殊性能如抗菌,防霉,除臭,护肤美容,光催化,光致发光,导电,增强,屏蔽光线,吸波,节能,常用作抗菌剂[1],紫外线屏蔽剂[2],光催化剂[3],传感器,增强剂,导电材料,压电材料,信息存储材料,隐身材料,节能材料等[4]。由于它质量轻,颜色浅,性能好,可塑性较强,它的应用研究渐渐引起了大家的关注。本文把纳米氧化锌引入到低密度聚乙烯中,观察拉伸性能,以及对光稳定性的改进,同时考察了适宜的加工路线。1实验1.1原料钛酸酯改性纳米ZnO(钛改纳米ZnO河海纳米科技低密度聚乙烯(LDPE天津燕化石油化工股份有限公司化工一厂线性低密度聚乙烯(LLDPE天津联合化学分散剂天津化学试剂三厂相容剂实验室自制聚乙烯蜡(PE蜡市售邻苯二甲酸二辛酯(DOP市售1.2主要仪器和设备双螺杆挤出机河北省文安县化工机械厂Brabender挤出机PEL330德国Brabender公司Brabender转矩塑化仪PEL330德国Brabender公司压力成型机SL-45上海第一橡胶机械厂平板硫化机257国营青岛化工机械厂拉力实验机XLL-50广州材料试验机厂1.3母粒的制作1.4复合材料的制备母料—LDPE—1.5不同的加工路线(1双螺杆挤出机造粒→Brabender挤出机挤出片材(2Brabender塑化仪混合→压力成型机压制成片(3Brabender挤出机造粒→Brabender挤出机挤出片材(4双螺杆挤出机造粒→Brabender塑化仪混合→压力成型机压制成片。1.6性能表征拉伸性能:根据ISOΠR527-1966E测定,拉伸速率100mmΠmin;耐老化性:根据ISO4892-1981(E测定(氦氖灯,系统温度40℃,照射55h。64塑料科技PLASTICSSCI.&TECHNOLOGY№6(Sum.158December20032结果与讨论2.1母粒及复合材料的制作配方表1母粒的制作配方成份母粒编号2525242322钛改纳米ZnO4330303030相容剂——51015分散剂11111DOP22222表2成份系列编号12345母粒2~21(母粒12~21(母粒22~21(母粒32~21(母粒42~2(母粒5LDPE1001001001001002.2复合材料的拉伸性能如图1,图2所示:母粒4与LDPE混合后材料的拉伸强度与断裂伸长率普遍较好,两者在纳米ZnO含量为1%时出现最高值,其中,拉伸强度比纯LDPE提高了15%,断裂伸长率基本持平。主要因为纳米粒子粒径小,比表面积大,颗粒与基体树脂接触面积增大,纳米ZnO已经被钛酸酯偶联剂改性过,极性降低,母粒中又放入分散剂,目的是使它分散更均匀,并且,经过实验的逐步修正,加入自制的相容剂,它是LDPE的接枝物,当它分散到树脂中时,它的长分子链与LDPE分子链紧密缠绕,它的接枝短分子链稍有极性,能尽量图1不同样品的拉伸强度图2不同样品的断裂伸长率,与接枝在它上面的偶联剂小分子链相互连接,既增强了界面粘结力,又增加了体系中的物理缠结点,在外力作用下,大分子链由无规状态伸长,产生滑动,应力通过缠结点分散传递,由大多数伸直链共同承担,趋向于均匀分布,防止分子链的剧烈移动,使拉伸强度和断裂伸长率有所提高,同时,纳米氧化锌作为无机颗粒,模量较大,本身能够承担一定的负荷,使拉伸强度进一步提高。由图2可以观察到:添加母粒4的复合材料后期断裂伸长率下降较快,原因在于此时相容剂的含量较大,体系中接枝链的相对数量增大,LDPE大分子链相对量下降,而前者比后者易断裂,导致整个体系的断裂伸长率下降,但相容剂的数量控制恰当时,能够显著提高系统的拉伸性能。2.3复合材料的耐老化性能如图3,图4所示:纳米ZnO对提高LDPE的光稳定性起了相当的作用。选用母粒4与LDPE制作成复合材料,光稳定性较好,其中,拉伸强度在纳米ZnO为2%时出现