剪切作用下PP/PS共混物中分散相形态及其分布的研究

作     者：王勤 

作者单位：东华大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈龙

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：剪切流场 PP/PS共混物 分散相 形态和分布 

摘      要：共混纤维中分散相的形态是直接影响纤维性能的重要因素，众多研究集中于共混纤维卷绕丝中分散相的形态及梯度结构。而熔融纺丝经历了喷丝孔道中的剪切流场和出喷丝孔后的拉伸流场，关于喷丝孔中剪切作用对分散相形态的影响鲜有报道。对剪切作用下共混物中分散相形态及分布进行研究，可以充实和拓展共混熔纺纤维分散相梯度分布的研究，为涉及剪切流场的成型加工提供基础指导。本文在课题组前期研究的基础上，采用毛细管流变仪，建立一套全新的剪切流场中挤出物的取样方法，获得仅受剪切作用的共混挤出物样条，借助SEM对共混挤出物样条横纵截面上的分散相尺寸和分布进行观察，利用数字化表征手段，探讨剪切作用下PP/PS共混物中分散相形态及其分布。通过改变剪切速率、分散相含量及共混粘度比，研究分散相形态的影响因素，并进行相关分析解释。本文主要的研究内容及结果如下： （1）PP/PS共混挤出物样条的制备与取样：采用毛细管流变仪，分别制备剪切速率为2000s-1，4000s-1，5000s-1和8000s-1，分散相含量为4wt.%，6wt.%和8wt.%，粘度比为5.2，9.2和16.6的PP/PS共混挤出物样条。 （2）分散相形态的表征方法：采用树脂包埋、冷冻超薄切片及溶剂刻蚀法，借助SEM观察挤出物样条横截面和纵截面，并对SEM照片进行数字化处理，获得分散相形态及分布信息，研究剪切作用对共混挤出物中分散相的数目、直径、长径比及体积的影响规律。 （3）剪切作用下共混挤出物中分散相形态及分布规律：随剪切速率的增大，分散相的平均直径和平均体积减小，长径比增大，相对数目增多，在径向上的分布规律为，分散相的直径沿径向增大，即“内细外粗，长径比和平均体积沿径向增大，相对数目则沿径向减少，即“内密外疏;随着分散相含量的增大，会发生分散相间的聚并，其平均直径增大，长径比减小，平均体积增大，相对数目增多，在径向上的分布规律为，分散相的直径、长径比和体积沿径向增大，相对数目沿径向减少;随共混粘度比的增大，分散相的尺寸增大，粘度比越小，分散相尺寸亦相应减小，说明较低的共混粘度比有利于形成尺寸较小的分散相。