Fe2O3填充LDPE色母料流变行为的研究

论文摘要

随着塑料着色工艺的发展,现除少部分工程塑料为防止性能降低不采用色母粒着色外,90%以上通用塑料已采用色母粒着色。聚合物基无机颜料色母粒有着比有机颜料色母粒更好的热稳定性、光稳定性及良好的耐溶剂性。然而,随着色母粒的高浓度化、多功能及加工方式的多样化,其加工性能会相应发生变化,从而最终导致其着色能力及制品性能等多重改变。研究色母粒这一特殊聚合物填充体系的加工流变行为,对改善色母料配方、提高其着色效率及制品性能具有重要的现实意义。本文以LDPE/ Fe2O3色母料为对象,研究了无机粒子填充聚合物体系的加工流变行为。在对前人建立的固体球悬浮体系流变模型进行深刻分析的基础上,修正Batchelor模型。经验证发现此模型优于Batchelor模型且简单和实用。采用Rosand RH7D型高级毛细管流变仪模拟了色母料挤出加工过程的流动行为。通过实验验证了LDPE基本符合幂率关系和Arrhenius方程;并在实验的基础推导出了温度和剪切速率双重因素作用下的半经验幂率方程。分别往低浓度色母料和高浓度色母料中加入不同含量的分散剂并研究其对体系流变行为的影响。结果发现1%的分散剂已经能够较好的分散无机颜料;加大分散剂用量对低浓度色母料有较好的降粘作用,但对高浓色母料降粘作用不明显。通过对LDPE/ Fe2O3色母料流变行为的研究最终确定了分散剂最佳用量为3%。通过对着色PP物料的流变性能研究发现,色母料着色PP的加工流动性能优于Fe2O3直接填充着色PP,且含60% Fe2O3的色母料着色物料加工性能最优。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 色母粒概述
• 1.2.1 色母粒的起源及组成
• 1.2.2 色母粒的制备工艺
• 1.2.3 色母粒生产设备
• 1.2.4 色母粒的特点和种类
• 1.3 国内外色母粒生产概况及发展趋势
• 1.3.1 国外色母粒的发展概况
• 1.3.2 我国色母粒发展状况
• 1.3.3 色母粒发展趋势
• 1.4 流变学概述
• 1.5 无机粒子填充聚合物体系流变学研究进展
• 1.5.1 无机颜料色母料流变行为研究进展
• 1.5.2 无机粒子填充聚合物流变行为研究进展
• 1.6 本文研究目的及意义
• 第二章 理论研究
• 2.1 无机粒子填充聚合物体系流变行为的粘弹机理
• 2.2 无机粒子填充聚合物体系流变行为的影响因素分析
• 2.2.1 剪切速率的影响
• 2.2.2 温度的影响
• 2.2.3 无机粒子填充体积分数对体系流变行为的影响
• 2.3 Batchelor 模型的修正及推广
• 2.4 本章小节
• 第三章 实验部分
• 3.1 实验用材料及设备
• 3.1.1 实验用物料
• 3.1.2 实验用设备及仪器
• 3.2 试样制备及实验方法
• 2O₃色母料的制备'>3.2.1 LDPE/Fe₂O₃色母料的制备
• 2O₃色母料的流变性能测试'>3.2.2 LDPE/Fe₂O₃色母料的流变性能测试
• 3.3 本章小节
• 第四章 结果与讨论
• 4.1 载体树脂LDPE 的流变行为的研究
• 4.1.1 剪切速率的影响
• 4.1.2 温度的影响
• 2O₃色母料流变行为的研究'>4.2 LDPE/Fe₂O₃色母料流变行为的研究
• 2O₃色母料粘度-填充体积分数模型的建立'>4.2.1 LDPE/Fe₂O₃色母料粘度-填充体积分数模型的建立
• 2O₃色母料流变行为的温度效应'>4.2.2 LDPE/Fe₂O₃色母料流变行为的温度效应
• 2O₃色母料填充PP 流变行为的研究'>4.3 LDPE/Fe₂O₃色母料填充PP 流变行为的研究
• 2O₃色母料流变行为的影响'>4.4 分散剂对LDPE/Fe₂O₃色母料流变行为的影响
• 2O₃填充量的LDPE/ Fe₂O₃色母料流变行为的影响'>4.4.1 分散剂对低Fe₂O₃填充量的LDPE/ Fe₂O₃色母料流变行为的影响
• 2O₃填充量的LDPE/ Fe₂O₃色母料流变行为的影响'>4.4.2 分散剂对高Fe₂O₃填充量的LDPE/ Fe₂O₃色母料流变行为的影响
• 4.5 修正Batchlor 模型所得流变模型（式4-18）的验证
• 4.6 色母料及其着色PP 物料的SEM 表征
• 4.7 本章小节
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间主要研究成果
• 致谢