熔融共混法制备聚乙烯/粘土复合材料开题报告

1. 研究目的与意义

PE是目前重要的通用塑料之一，以其加工工艺简单、优良的性能和低廉的价格有其广阔的应用前景。我国有着丰富的石油资源，为聚乙烯塑料的发展创造了及其有利的条件。聚乙烯材料是塑料材料中用量最大的品种，它是由聚乙烯合成的高分子材料。针对聚乙烯力学和热稳定性等方面存在的不足，本工作采用熔融共混复合，将一定量的蒙脱土与聚乙烯进行共混复合,以期改善材料的力学性能和热稳定性，降低生产成本，扩大材料的应用范围。初步探讨蒙脱土对聚乙烯/蒙脱土复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能的影响和作用机制。

2. 国内外研究现状分析

聚合物/粘土复合材料是一种有着广阔应用前景的新型复合材料，具有优异的力学性能、良好的热稳定性能，是近年来高分子材料科学中一个发展十分迅速的新领域。插层复合是制备聚合物/层状无机物纳米复合材料的典型方法,包括插层聚合和聚合物插层两类。其中,插层聚合的插层物为单体,它由吸附作用进入经插层剂处理过的硅酸盐片层之间,然后进行原位聚合。利用聚合反应放出的热量来克服片层间的吸引力,使其间距进一步增加或解离。自从1987年日本丰田中央研究院臼杵有光首次报道E-己内酰胺在12-烷基氨基酸蒙脱土中插层聚合,得到尼龙6/粘土高性能混杂材料以来,世界范围内极性聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究取得了一系列的重要进展。聚合物插层是将聚合物的熔体或溶液与有机改性的层状硅酸盐混合,利用力化学或热力学作用使硅酸盐片层在聚合物基体中剥离成纳米尺度的片层并均匀分散。聚合物熔融插层是美国Cornell大学Giannelis等首次采用的一种创新方法。与插层原位聚合和聚合物溶液插层相比,工艺简单,不需要任何溶剂,易于工业化应用。对于非极性的聚烯烃而言,不论是插层聚合还是聚合物插层,都具有相当的难度。

3. 研究的基本内容与计划

1.利用双螺杆挤出机进行熔融共混制备聚乙烯/蒙脱土复合材料，并进行造粒，获得均匀的粒料，蒙脱土含量按所占总质量百分比（wt%）分别为：0，1，3，5，7，10；

2.将一定量的均匀粒料放在平板液压机上进行压板，压力为10mpa，温度为180℃，保压时间为0.5h。

3.将所得的薄板样品按要求切割制样，本实验中拉伸试验用哑铃型制样机按Ⅰ型制样，在万能力学试验机上测试各样条的力学性能。

4. 研究创新点

原材料来源丰富，应用范围广，合成工艺简单。